在线客服
客服热线
400-664-9912
客服组:
阿趣客服
客服组:
在线客服
QQ:
Amy
服务时间:
8:00 - 24:00

关注官方微信平台

电话:400-664-9912

QQ:2850277929

邮箱:marketing@biotree.cn

地址:上海市嘉定区新培路51号焦点梦想园B栋5楼

上海阿趣生物科技有限公司. 版权所有 沪ICP备17019578号-1

如何研究新型冠状病毒和脂质代谢的亲密关系?

分类:
阿趣动态
发布时间:
2020/03/17 10:36
浏览量
 
 
今年全世界最关注的焦点之一就是新型冠状病毒了,它是一款新型的可怕病毒,不过今天小编想介绍的对象不是它,而是老款的冠状病毒。至今为止,共有七种已知可感染人类的冠状病毒,它们对人类致病强度不一,有的比较轻度,导致上呼吸道感染,有的就比较可怕,会引起急性呼吸窘迫综合症、多器官衰竭,甚至死亡。
 
那么小编今天就给大家分享一篇关于HCoV-229E冠状病毒脂质代谢组学的文章,希望这篇文章的研究思路对于我们了解和研究新型冠状病毒有一定的帮助。
 
代谢组学
 
1
研究背景
 
脂质发挥许多不可或缺的细胞功能,并参与病毒复制周期的多个步骤。人类致病性冠状病毒感染可导致多种临床结果,从自我限制的流感样症状到具有肺外表现的严重肺炎。目前对细胞脂质如何调节和应对人类致病冠状病毒的致病性的研究仍然很少。为此,这篇文章使用人类冠状病毒229E(HCoV-229E)作为模型冠状病毒,通过基于超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)的脂质组学方法全面表征了冠状病毒感染后宿主细胞的脂质反应。
 
 
2
研究方法
 
脂质组学(UPLC-ESI-Q-TOF-MS) 
分子生物学实验
分析软件:SIMCA-P
 
 
3
研究结果
 
3.1差异脂质peak筛选
 
为了研究冠状病毒如何干扰宿主的脂质代谢,我们对HCoV-229E感染的Huh7细胞进行了脂质组学分析,并将结果与模拟感染对照组进行比较。运用MetaboAnalyst和SIMCA-P软件进行分析,PLS-DA模型的R2Y和Q2分别为98.8%和0.97,表明模型很好,再通过置换检验(模拟100次)对PLS-DA模型进行检验,结果进一步验证模型是可靠的。
 
代谢组学
Fig 1. PLS-DA及置换检验图
 
3.2脂质物质鉴定
 
通过统计分析筛选,HCoV-229E感染组和模拟感染组之间显著差异的脂质峰有206个(正模式)和100个(负模式)。为了进一步分析差异趋势,文中进行了层次聚类分析,从图2可以看出与对照组相比,大部分差异脂质峰在感染组中相对含量显著增加了。
 
代谢组学
Fig 2. 差异峰层次聚类热图
 
为了鉴定对HCoV-229E感染具有特异性的脂质,文中使用CAMERA软件对这些重要特征峰进行了分组和注释,并对母离子进行进一步的MS/MS实验,以获取二级碎片离子信息,最终通过匹配鉴定出24种脂质,包括溶血磷脂酰胆碱(lysoPC)、溶血磷脂酰乙醇胺(lysoPE)和脂肪酸(FA)三类脂质。文中用感染组与模拟感染对照组峰强度比值(foldchange)对这三类脂质进行了柱状图分析,结果发现已鉴定脂质物质在HCoV-229E感染组均为上调的,特别是溶血磷脂酰胆碱(lysoPC)是所有已鉴定脂质的主要脂质类别,约占所有已鉴定脂质的60%。其中脂肪酸(FA)中的花生四烯酸(AA)增加得最多,感染组为对照组的7.1倍。
 
代谢组学
Fig 3. 差异脂质柱状图
 
文中选取了lysoPC(16:0/0:0),血小板激活因子C-16(PAF C-16),lysoPE(16:0/0:0),AA、LA、PA和OA这几个物质的标准品进行MS/MS信息采集,通过RT和MS/MS信息,进一步匹配确认,图4结果表明这几个物质在感染组和对照组间有显著差异。
 
代谢组学
Fig 4.病毒感染组和模拟感染对照组物质差异
 
3.3差异脂质通路分析
 
好啦,显著差异的脂质分子我们已拿到手,后续就来看看哪些代谢通路发生显著变化了。文中运用MetaboAnalyst(http://www.metaboanalyst.ca)分析了可能明显受干扰的通路。从富集分析结果来看,亚麻酸(LA)代谢途径和脂肪酸(FA)生物合成途径发生了显著变化(p <0.05,如Y轴所示)。拓扑分析结果表明, LA代谢途径和花生四烯酸(AA)代谢途径的影响比其他途径更高(如X轴所示)。结合以上两个分析结果,文中推测LA代谢途径是与HCoV-229E感染诱导的脂质重排过程相关的重要代谢途径。
 
代谢组学
Fig 5. 通路气泡图
 
通过KEGG数据库获取亚麻酸(LA)代谢等代谢通路详细信息,结合文献调研,绘制了手绘通路图(图6),从图中可以看出细胞受到HCoV-229E感染后,作为细胞膜主要成分的甘油磷脂在cPLA2酶激活后被代谢为溶血磷脂和FA,溶血磷脂(如lysoPC和lysoPEs)相应增加,而lysoPCs又可以进一步代谢为血小板活化因子。FAs也从甘油磷脂中释放出来,其中只有LA和AA可以启动下游途径以生成相应的代谢产物。文中通过标准品验证,进一步证实了溶血磷脂、FA和花生四烯酸AA的鉴定结果,在感染组中也是显著上调的。因此,文中结果表明,LA-AA代谢轴是最显着的途径,可能与HCoV-229E感染中的脂质重排或其他过程有关。
 
代谢组学
Fig 6. LA-AA代谢轴通路图
注:标*表示与标准品匹配一致
 
3.4脂质治疗病毒感染的细胞
 
前面研究表明HCoV-229E感染细胞会显著影响细胞的LA-AA代谢轴,那LA-AA代谢轴上代谢物的变化,会不会反过来对HCoV-229E感染有影响呢?文中用外源AA、LA、PA或OA处理感染HCoV-229E的Huh7细胞,感染后24小时收集细胞裂解物和培养上清液,通过RT-qPCR确定样本中病毒基因组拷贝数。从图7可以看出,细胞裂解液(图7 A、C)和上清液样品(图7 B、D)中病毒基因组拷贝数显著减少,说明LA和AA显著抑制HCoV-229E的复制。而PA仅当以高浓度提供时才能抑制HCoV-229E复制(图7 A–D)。
 
代谢组学
Fig 7. LA和AA抑制HCoV-229E病毒复制
 
那么作者又在想了,会不会LA和AA只对HCoV-229E病毒复制有影响呢?为了进一步研究,本文选取了MERS-CoV病毒进行了相同的实验。数据表明,LA和AA也可以有效抑制MERS-CoV复制(图8)。总体而言,结果表明外源提供的LA和AA可能会干扰人类致病性冠状病毒的最佳复制,这表明LA–AA代谢轴确实参与了这些病毒的传播。
 
代谢组学
Fig 8. LA和AA抑制MERS-CoV病毒复制
 
 
4
总结
 
1.运用脂质组研究HCoV-229E病毒侵染的细胞体内脂质水平的变化
 
2.通过统计分析和通路分析,发现LA-AA代谢轴可能与HCoV-229E感染中的脂质重排或其他过程有关
 
3.引入外源性脂质物质处理HCoV-229E感染的细胞,发现LA和AA可以显著抑制HCoV-229E和MERS-CoV病毒复制,表明LA–AA代谢轴确实参与了这些病毒的传播
 
好吧,小编的分享到这里就结束啦!希望大家少出门哦,出门口罩带起来,勤洗手哦,祝大家身体健康,祝我们早日击败新型冠状病毒!
 
 
相关阅读(点击标题阅读):
 
 
文献下载链接:
链接:https://pan.baidu.com/s/1o4eC9WDJDjN7S4_t2ZFKHw
提取码:n69a
 
>
>
>
如何研究新型冠状病毒和脂质代谢的亲密关系?