新冠N蛋白與α突觸核蛋白相互作用促進淀粉樣纖維形成

　　導致COVID-19的冠狀病毒SARS-CoV-2正在全球肆虐。關于相對年輕的COVID-19患者在感染這種病毒后數周內患上帕金森病的案例報告，使科學家們懷疑這兩者之間是否存在聯系。

　　如今，在一項新的研究中，來自荷蘭屯特大學的研究人員發現至少在試管中，SARS-CoV-2的N蛋白與一種稱為α突觸核蛋白（α-synuclein）的神經元蛋白相互作用，并加速淀粉樣纖維的形成，而所形成的淀粉樣纖維是與帕金森病有關的病理性蛋白束。相關研究結果于2021年12月3日在線發表在ACS Chemical Neuroscience期刊上，論文標題為“Interactions between SARS-CoV-2 N-Protein and α-Synuclein Accelerate Amyloid Formation”。

　　除了呼吸道癥狀外，SARS-CoV-2還可能導致神經系統問題，如嗅覺喪失、頭痛和“腦霧（brain fog）”。然而，這些癥狀是由這種病毒進入大腦引起的，還是由免疫系統對這種病毒作出反應時在大腦中釋放的化學信號引起的，目前仍有爭議。在帕金森病中，α突觸核蛋白形成的異常淀粉樣纖維導致大腦中產生多巴胺的神經元死亡。有趣的是，嗅覺喪失是帕金森病中常見的運動前癥狀。這一事實，以及COVID-19患者的帕金森病案例報告，使得屯特大學的Christian Blum、Mireille Claessens及其同事們想知道SARS-CoV-2的蛋白成分是否會引發α突觸核蛋白聚集成淀粉樣蛋白。他們選擇研究這種病毒的兩種最豐富的蛋白：幫助SARS-CoV-2進入宿主細胞的刺突蛋白（S蛋白），以及將RNA基因組包裹在這種病毒內部的核殼蛋白（N蛋白）。

　　在試管實驗中，這些作者使用了一種結合淀粉樣纖維的熒光探針，顯示在沒有SARS-CoV-2蛋白的情況下，α突觸核蛋白需要超過240小時才能聚集成淀粉樣纖維。添加S蛋白沒有產生影響，但添加N蛋白可將這種聚集時間減少到24小時以下。在其他實驗中，他們發現N蛋白和α突觸核蛋白直接相互作用，部分是通過它們相反的靜電荷，每個N蛋白至少有3～4個α突觸核蛋白結合。

　　接下來，這些作者將N蛋白和熒光標記的α突觸核蛋白注射到帕金森病的細胞模型中，使用的N蛋白濃度與SARS-CoV-2感染的細胞內中預期的濃度相似。注射N蛋白和α突觸核蛋白后的細胞死亡的數量約為僅注射了α突觸核蛋白的對照細胞的兩倍。此外，在共同注射了這兩種蛋白的細胞中，α突觸核蛋白的分布也發生了改變，并觀察到拉長的結構，不過他們無法確認它們是否是淀粉樣蛋白。他們說，目前還不知道這些相互作用是否也發生在人類大腦的神經元內，但如果是這樣，這可能有助于解釋COVID-19感染和帕金森病之間存在的潛在聯系