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文献分享# 基于血管紧张素转换酶2（ACE2）作为靶点进行新冠治疗的相关研究

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基于血管紧张素转换酶2（ACE2）作为靶点进行新冠治疗的相关研究

冠状病毒的spike (S) 蛋白有效促进病毒进入靶细胞，包括导致严重急性呼吸综合征（SARS）和2019-nCoV的冠状病毒，这是细胞受体介导的相关靶细胞的感染。金属肽酶血管紧张素转换酶2（ACE2）已被鉴定为SARS-cov1的功能受体和2019-cov2的有效受体。

ACE2是一种羧肽酶，能将血管紧张素II降解为血管紧张素1-7，在肾素-血管紧张素系统（RAS）中起关键作用。RAS是荷尔蒙的级联反应在心肾作用的稳态控制中起着核心作用。SARS-s和2019-nCoV-s共享~76%个同源性氨基酸。ACE2是治疗心血管和肾脏疾病的重要药物靶点，而且ACE2是冠状病毒感染的关键参与者，使用重组ACE2蛋白可以作为冠状病毒治疗的候选。

2019-nCoV

【文献一】

早期研究表明，重组ACE2（rACE2）对严重急性肺损伤和急性Ang-‖高血压有保护作用。重组ACE2（rACE2）还可减轻Ang-II诱导的小鼠心肌肥厚、心功能障碍和不良心肌重构，以及肾氧化应激、炎症和纤维化。然而，药代动力学研究表明，rACE2表现出快速的清除率，据报道，在人类和小鼠中的半衰期仅为小时。

最近，通过将ACE2与FC片段（RACE2-FC）融合而产生的长效RACE2在小鼠血管紧张素II依赖性高血压的急性和慢性模型中显示出抑制高血压的持久作用，并显示出器官保护作用。基于ACE2对冠状病毒的受体功能，假设ACE2融合蛋白可能对冠状病毒具有中和潜力，特别是2019-nCoV。为了研究ACE2的治疗潜力，构建并生成了一个由人ACE2的细胞外结构域与人IgG1的Fc结构域相连的融合蛋白（ACE2-Ig）。

在研究中，还使用了一种ACE2变异体（HH/NN），其中两个活性位点组氨酸（残基374和378）被改变为天冬酰胺，以降低催化活性。含有ACE2变异体的融合蛋白称为mACE2-Ig。用BIAcore结合法测定了SARS-CoV RBD和2019-nCoV RBD融合蛋白的亲缘关系。

与此前报道的FC融合蛋白tigit-ig相比，ACE2-ig和MACE2-ig具有相似的变性温度，因此表现出类似IgG的稳定性。1mg/ml浓度，40 ℃保存1周后，观察到高分子量和低分子量产物的最低浓度<2%。用单一静脉剂量的融合蛋白分别处理小鼠，测定其药代动力学（PK）参数，用 ELISA 法测定融合蛋白的血清浓度。结果表明，ACE2-IG、MACE2-IG和Tigit-IG在小鼠体内的主要PK参数非常相似，表明融合蛋白具有较高的稳定性。

发现ACE2融合蛋白与RBD具有高亲和力后，接下来测试ACE2融合蛋白对2019-cov的抑制活性，并与SARS-cov进行比较，使用了与SARS-cov和2019-cov的s糖蛋白伪型病毒。

数据表明，SARS-COV和2019-nCoV病毒都被ACE2-IG和MACE2-IG有效地中和。用ACE2-ig中和的SARS-cov和2019-nCoV病毒的IC50分别为0.8和0.1μg/ml。用MACE2-ig中和的两种病毒的ic50分别为0.9和0.08μg/ml。

通过细胞融合实验来进一步表征融合蛋白的体外中和作用：数据表明，ACE2-Ig和MACE2-Ig对SARS CoV和2019 nCOV均具有较强的抑制活性。

研究提出短的半衰期是ACE2实际使用中的重要障碍，利用重组FC融合延长药理药物血浆停留时间的技术，此技术被应用于提高现有药物的体内疗效。

本研究揭示了潜在的基于ACE2的治疗2019-nCoV的方法，可以单独或联合使用，阐明了其有效和广泛的中和活性的分子机制，研究中的ACE2融合蛋白也可用于诊断和作为研究试剂开发疫苗和抑制剂。

【文献二】

复制缺陷性水泡性口炎病毒（VSV）颗粒含有冠状病毒s77蛋白，真实地反映了冠状病毒宿主细胞进入的关键，研究使用含有2019-nCoV-s的VSV伪型来研究2019-nCoV的细胞侵入。2019-nCoV-s和SARS-S有比较性的表达，并结合到VSV粒子中。

首先关注2019-nCoV的细胞取向，动物和人类起源的细胞系的转导表明，所有细胞系都很容易受到泛向性VSV糖蛋白（VSV-g）驱动影响进入，另外，2019-nCoV-s促进了与84个SARS-S相同的细胞系的进入，在受体选择上有相似之处。

对受体结合基序（RBM）的分析表明，与ACE2接触的受体结合结构域（RBD）的大部分氨基酸残基在2019-nCoV-s中是保守的，与以前发现的使用ACE2进入的SARSr-CoV的S蛋白不一致，与此发现一致的是，人类和蝙蝠ACE2定向表达，而人类的DPP4无表达，使用MERs-CoV或人的APN作为侵入受体，侵入受体被HCoV-229E捕获，从而驱动2019-nCoV-S和SARA-S进入BHK-21细胞。

Fig. 2. 2019-nCoV-S utilizes ACE2 as cellular receptor.

SARS-CoV利用内体半胱氨酸蛋白酶组织蛋白酶B和L（CatB/L）在TMPRSS2- 细胞株中启动S蛋白，TMPRSS2在肺病毒靶细胞中表达，而且进入TMPRSS2+ 细胞株主要通过TMPRSS2，部分依赖于CatB/L ，因此阻断这两种蛋白酶是抑制病毒侵入细胞所必需的。为了初步了解2019-nCoV-s蛋白酶的选择，研究者使用了氯化铵提高了内体pH，从而阻断了CatB/L的活性。

恢复期SARS患者表现出针对病毒S蛋白的中和抗体反应，即使在感染后24个月也能检测到，研究这种抗体是否阻止2019-nCoV-s驱动的进入，结果展示如下：恢复期SARS患者的血清以浓度依赖的方式抑制SARS-S但不抑制VSV-G驱动的进入。