什么是ACE2受体,它是如何与冠状病毒相连的?

什么是ACE2受体,它与冠状病毒有什么联系,为什么它可能是治疗COVID-19的关键?专家解释道
SARS-CoV-2的刺突蛋白(红色)与血管紧张素转换酶2 (ACE2)蛋白结合的分子模型,该受体(蓝色)是其进入靶细胞的途径。图源:Juan Gaertner/科学图片库

在寻找COVID-19的治疗方法的过程中,许多研究人员将注意力集中在一种允许病毒感染人类细胞的特定蛋白质上。这种蛋白质被称为血管紧张素转换酶2,或ACE2“受体”,它为冠状病毒提供了进入并感染广泛的人类细胞的切入点。这可能是治疗这种疾病的关键吗?

我们是专家药理学,分子生物学而且生物化学致力于将这些技能应用于发现人类疾病的新疗法。特别是,这三位作者都有研究各种疾病环境下血管紧张素信号的经验,这是一种似乎在COVID-19中起核心作用的生化途径。这里有一些关键问题,可以理解为什么人们如此关注这种蛋白质。

ACE2受体是什么?

ACE2是一种存在于多种细胞表面的蛋白质。它是一种酶,通过切割较大的蛋白质血管紧张素生成小蛋白质,然后继续调节细胞中的功能。

SARS-CoV-2病毒利用其表面的刺状蛋白质与ace2结合,就像一把钥匙被插入锁中一样,在细胞进入和感染之前。因此,ACE2充当了导致COVID-19病毒的细胞大门——受体。

在尸体的哪个部位发现的?

ACE2存在于许多细胞类型和组织中,包括肺、心脏、肾脏,肝脏和胃肠道。它存在于上皮细胞中,这些细胞排列在某些组织中并形成保护屏障。

肺和血管之间氧气和二氧化碳的交换是通过肺的上皮层进行的。ACE2存在于鼻、口和肺的上皮细胞中。在肺中,ACE2在2型肺细胞上非常丰富,这是一种存在于肺腔中的重要细胞类型,称为肺泡,氧气被吸收,废物二氧化碳被释放。

ACE2在人体内的正常作用是什么?

ACE2是一种生化途径中的重要元素,对调节血压、伤口愈合和炎症等过程至关重要,称为肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)途径。

ACE2有助于调节一种叫做血管紧张素II (ANG II)的蛋白质的许多活动,这种蛋白质会增加血压和炎症,增加血管内膜的损伤和各种类型的组织损伤。ACE2将ANG II转化为其他分子,以抵消ANG II的作用。

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什么是ACE2受体,它与冠状病毒有什么联系,为什么它可能是治疗COVID-19的关键?专家解释道
ACE2作为SARS-CoV-2病毒的受体,并允许其感染细胞。来源:The Conversation,CC冲锋队

与COVID-19最相关的是,ANG II可以增加炎症和肺泡细胞的死亡,而肺泡细胞对将氧气带入体内至关重要;ACE2可以减少ANG II的这些有害影响。

当SARS-CoV-2病毒与ACE2结合时,它会阻止ACE2发挥调节ANG II信号的正常功能。因此,ACE2的作用被“抑制”,消除了ANG II信号的刹车,并使更多的ANG II可用于损伤组织。这种“制动减少”可能会导致COVID-19患者的损伤,尤其是肺部和心脏。

每个人的细胞上都有相同数量的ACE2吗?

不。ACE2存在于所有人体内,但在不同的个体和不同的组织和细胞中,其数量可能有所不同。一些证据表明,ACE2在高血压、糖尿病和冠心病患者中可能更高。研究发现a缺乏ACE2(小鼠)与心脏、肺和其他组织类型的严重组织损伤有关。

受体的数量是否决定了一个人的病情加重或减轻?

这一点尚不清楚。SARS-CoV-2病毒需要ACE2来感染细胞,但ACE2水平、病毒传染性和感染严重程度之间的确切关系尚不清楚。

即便如此,除了能够结合SARS-CoV-2病毒外,ACE2还通过减轻ANG II的病理作用,对组织损伤具有保护作用。

当ACE2的数量因病毒占据受体而减少时,个体可能更容易患上COVID-19的严重疾病。这是因为有足够的ACE2可用于促进病毒进入,但可用ACE2的减少有助于更多的ANG ii介导的损伤。特别是,ACE2减少会增加炎症、细胞死亡和器官衰竭的易感性,尤其是在心脏和肺部。

哪些器官受到SARS-CoV-2损伤最严重?

肺部是导致COVID-19的SARS-CoV-2感染的主要损伤部位。病毒进入鼻腔或口腔后到达肺部。

ANG II驱动肺损伤。如果ACE2活性降低(因为病毒与它结合),那么ACE2就不能分解ANG II蛋白,这意味着有更多的ANG II蛋白在体内引起炎症和损伤。

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什么是ACE2受体,它与冠状病毒有什么联系,为什么它可能是治疗COVID-19的关键?专家解释道
ACE酶将血管紧张素I转化为血管紧张素II。ACE2的主要作用是将血管紧张素II分解成对抗血管紧张素II有害影响的分子;但如果病毒占据了细胞表面的ACE2受体,那么它的作用就减弱了(红线)。称为ACE抑制剂的药物抑制血管紧张素II的形成,否则血管紧张素II会与血管紧张素1型受体相互作用,产生组织损伤和炎症。被称为arb的药物阻止血管紧张素II与其受体相互作用。图片来源:NEJM The ConversationCC冲锋队

该病毒还影响其他表达ACE2的组织,包括心脏,在那里可能发生损伤和炎症(心肌炎)。肾脏、肝脏和消化道也会受伤。血管也可能是一个受损的部位。

在最近的一篇研究论文中,我们认为,决定COVID-19患者损伤严重程度的一个关键因素是异常高的ANG II活性。

什么是ACE抑制剂?它们是治疗或预防SARS-CoV-2的可能方法吗?

血管紧张素转换酶(ACE,又名ACE1)是另一种蛋白质,也存在于存在ACE2的肺和心脏等组织中。抑制ACE1作用的药物称为ACE抑制剂。这些药物的例子有雷米普利、赖诺普利和依那普利。这些药物阻断ACE1的作用,但不能阻断ACE2。ACE1驱动ANG II的产生。实际上,ACE1和ACE2有一种“阴阳”关系;ACE1增加了ANG II的数量,而ACE2减少了ANG II的数量。

通过抑制ACE1, ACE抑制剂降低了ANG II的水平及其增加血压和组织损伤的能力。ACE抑制剂通常用于高血压、心力衰竭和肾脏疾病患者。

另一种常用的处方药,(ARBs,如氯沙坦、缬沙坦等)与ACE抑制剂的作用类似,也可能用于治疗COVID-19。

证据ACE抑制剂和血管紧张素受体阻滞剂的保护作用在最近由我们的一位博士共同撰写的工作中显示。Loomba。

没有证据表明预防性使用这些药物;我们不建议读者为了预防COVID-19而服用这些药物。我们要强调的是,患者只能按照他们的医疗保健提供者的指示服用这些药物。

新的临床试验测试对抗SARS-CoV-2的ACE抑制剂

在与多学科研究小组的合作中,Loomba博士发起了一项多中心(随机、双盲、安慰剂对照)研究。雷米普利疗效的临床研究与安慰剂相比,ACE抑制剂可降低COVID-19患者的死亡率、ICU住院率或机械通气需求。


进一步探索

将心脏病和COVID-19更严重后果之间的联系联系起来

所提供的谈话

本文转载自谈话在创作共用许可下读了原文谈话

引用:什么是ACE2受体?它与冠状病毒有什么联系?(2020, 5月14日)2021年6月18日从//www.pyrotek-europe.com/news/2020-05-ace2-receptor-coronavirus.html检索
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