研究背景
2019年冠狀病毒病(COVID-19)大流行的出現(xiàn)以及新的引起關(guān)注的嚴重急性呼吸綜合癥冠狀病毒2(SARS-CoV-2)突變株，截至2023年4月，已在全球造成超過7.63億例感染和690萬多人死亡，導(dǎo)致全球人類健康和經(jīng)濟危機。盡管已開發(fā)出有效的疫苗，但由于疫苗后免疫反應(yīng)減弱和新的突變株(如Alpha、Beta、Gamma、Delta以及最新的Omicron)傳播，根除SARS-CoV-2仍然困難。
鑒于SARS-CoV-2大流行仍在繼續(xù)，新的突變株可能不斷出現(xiàn)，迫切需要努力開發(fā)有效的預(yù)防和治療策略來對抗這些新的突變株。
文獻來源
近日，深圳大學(xué)葉亮等人在International Journal of Nanomedicine雜志上發(fā)表論文“A Na?ve Phage Display Library-Derived Nanobody Neutralizes SARS-CoV-2 and Three Variants of Concern”， 該研究開發(fā)了一種抗SARS-CoV-2的納米抗體(Nb-H6)，它具有與SARS-CoV-2的S1和RBD結(jié)構(gòu)域以及三種突變體的高親和力，并在體外廣泛中和野生型的SARS-CoV-2真病毒以及Alpha(B.1.1.7)、Delta(B.1.617.2)和Omicron(BA.2和BA.5)假病毒。同時揭示了Nb-H6干擾RBD相互作用機制。為進一步研究納米抗體如何中和SARS-CoV-2和其突變體提供了分子基礎(chǔ)，并暗示了COVID-19的潛在治療靶點。
項目研究
作者使用一個羊駝的天然納米抗體噬菌體文庫來篩選抗SARS-CoV-2的S1蛋白的候選納米抗體，并用ELISA、生物膜干涉法、競爭ELISA等方法對其進行鑒定，證明它與SARS-CoV-2的S1和RBD結(jié)構(gòu)域以及三種突變體的具有高親和力，并且具有良好的熱穩(wěn)定性和pH穩(wěn)定性，能有效地阻止S1或RBD與ACE2的相互作用。
Fig.1 用天然納米抗體文庫篩選特異性SARS-CoV-2 S1蛋白的納米抗體
Fig.2 表達和純化特異性SARS-CoV-2 S1蛋白的納米抗體
Fig.3 對SARS-CoV-2 S1蛋白的納米抗體Nb-H6進行表征
Fig.4 測定Nb-H6的熱力學(xué)和pH穩(wěn)定性
隨后，在體外分別使用SARS-CoV-2野生型假病毒和真病毒感染實驗進一步驗證Nb-H6中和作用。結(jié)果顯示，Nb-H6可以在體外廣泛中和野生型SARS-CoV-2真病毒。
Fig.5 Nb-H6在體外中和了SARS-CoV-2野生型病毒的感染
下一步，首先用BLI相互作用儀檢測多種突變體的S1或RBD與Nb-H6的親和作用，隨后用了突變株Alpha(B.1.1.7),Delta(B.1.617.2)和Omicron(BA.2和BA.5)假病毒來驗證Nb-H6對突變株的中和作用。數(shù)據(jù)顯示Nb-H6與多種突變體S1或RBD均具有良好的親和作用，并能在體外有效中和Alpha(B.1.1.7)、Delta(B.1.617.2)和Omicron(BA.2和BA.5)假病毒的感染。
Fig.6 Nb-H6與多種突變體S1或RBD蛋白的親和作用
Fig.7 Nb-H6在體外對突變株 Alpha(B.1.1.7)、Delta(B.1.617.2)和Omicron(BA.2和BA.5)假病毒感染的中和作用
最后，通過AlphaFold和分子對接的方法來模擬Nb-H6的結(jié)構(gòu)以及預(yù)測其相互作用位點，并且通過定點突變的方法把預(yù)測的結(jié)合位點突變，進一步驗證了預(yù)測結(jié)果。
實驗結(jié)果揭示了Nb-H6中和的機制是干擾RBD區(qū)域的Tyr449和Tyr489與ACE2的結(jié)合。Y449和Y489位于受體結(jié)合基序(RBM)內(nèi)，并通過氨基酸序列比對發(fā)現(xiàn)在SARS-CoV-2和變種的RBD中高度保守，進一步解釋了Nb-H6對SARS-CoV-2野生型和突變株的中和作用。
Fig.8 Nb-H6與SARS-CoV-2的RBD結(jié)合的作用位點
綜上所訴，該研究開發(fā)了一種針對SARS-CoV-2 S1的特異性納米抗體Nb-H6，該納米抗體在體外顯示出與SARS-CoV-2的S1和RBD以及三種突變體的廣泛親和力，同時也干擾了S1-ACE2和RBD-ACE2的相互作用。
此外，在體外，Nb-H6可以有效中和SARS-CoV-2野生型的假病毒和真病毒，以及Alpha、Delta和Omicron突變株的假病毒，其中作用機制取決于RBD的兩個氨基酸殘基的結(jié)合。強調(diào)了一種可能在SARS-CoV-2和變種的爆發(fā)和大流行中具有治療潛力的新型納米抗體Nb-H6，為進一步研究納米抗體如何中和SARS-CoV-2和其突變體提供了分子基礎(chǔ)，并暗示了治療COVID-19的潛在靶點。
吉滿助力
本研究中所用新冠假病毒(Wildtype/B.1.1.7/B.1.617.2/BA.2/BA.5) 均由吉滿生物提供。
了解更多質(zhì)粒構(gòu)建,病毒包裝,穩(wěn)轉(zhuǎn)株構(gòu)建,敲除細胞株,報告基因檢測等相關(guān)服務(wù)。歡迎訪問吉滿生物官網(wǎng)：www.news.ytakw.cn
免費咨詢電話：400-627-9288
文章來源：課題組供稿
文獻原文
www.tandfonline.com/doi/full/10.2147/IJN.S427990
原文引用
“The SARS-CoV-2 spike pseudotyped (Wildtype/B.1.1.7/B.1.617.2/BA.2/BA.5)GFP-Luciferase lentivirus(GM-0220PV07/GM-0220PV33/GM-0220PV45/GM-0220PV86/GM-0220PV90,Genomeditech), whose final concentration was 2.75×105 TU/mL, was mixed with different dilutions of Nb-H6 for 1 hour at RT.”
