麻省理工学院(MIT)、麻省理工学院(MIT)和哈佛大学(Harvard)的RganInstitute以及麻省理工学院(MIT)和哈佛大学(Harvard)的布罗德研究所(BroudInstitute)以及来自世界各地的同事们，以及来自世界各地的同事，已经确定了导致科维德-19大流行的冠状病毒的目标细胞类型。
利用在不同类型细胞中发现的RNA的现有数据，研究人员能够找到表达这两种蛋白质的细胞，从而帮助SARS-CoV-2病毒进入人类细胞。他们在肺、鼻腔和肠道中发现了表达这两种蛋白质的RNA比其他细胞多得多的细胞亚群。
研究人员希望，他们的发现将有助于指导科学家开发新的药物治疗方法，或测试现有的药物，这些药物可以被重新用于治疗Covid-19。
辉瑞-劳巴赫职业发展副教授亚历克斯·K·沙莱克(Alex K.Shalek)说：“我们的目标是向社区提供信息，并尽快与人分享数据，这样我们就可以帮助加快科学界和医学界正在进行的努力。”他是麻省理工学院医学工程与科学研究所(IMES)的核心成员，科奇综合癌症研究所(Koch Institute For Integrative CanceResearch)的校外成员，拉根研究所的准成员，也是BRoad研究所的研究所成员。
沙雷克和何塞·奥多瓦斯-蒙塔尼斯，前麻省理工学院博士后，现在在波士顿儿童医院经营自己的实验室，是这项研究的高级作者，今天发表在
细胞
。论文的主要作者是麻省理工学院的研究生卡莉·齐格勒、塞缪尔·艾隆和萨拉·尼奎斯特，以及南非德班非洲健康研究所的研究员伊恩·姆巴诺。
挖掘数据
SARS-CoV-2爆发后不久，科学家发现病毒“尖峰”蛋白结合到人体细胞上的一个受体上，称为血管紧张素转换酶2(ACE 2)。另一种人类蛋白质，称为TMPRSS 2的酶，帮助激活冠状病毒尖峰蛋白，允许细胞进入。结合和激活使病毒进入宿主细胞。
“一旦我们意识到这些蛋白质的作用已经被生物化学证实，我们就开始寻找这些基因在我们现有数据集中的位置，”Ordovas-Montanes说。“我们确实处于一个很好的位置，可以开始调查这种病毒可能会针对哪些细胞。”
沙雷克的实验室和世界各地的许多其他实验室已经对成千上万的人类、非人类灵长类动物和老鼠细胞进行了大规模的研究，在这些研究中，他们使用单细胞rna测序技术来确定特定细胞类型中哪些基因被激活。自去年以来，Nyquist一直在与布罗德研究所的合作伙伴建立一个数据库，将这些数据集存储在一个地方，使研究人员能够研究特定细胞在各种传染病中的潜在作用。
大部分数据来自属于人类细胞图谱项目的实验室，该项目的目标是对人体内每一种细胞的基因活动模式进行分类。麻省理工学院研究小组用于这项研究的数据集包括来自肺部、鼻腔和肠道的数百种细胞类型。研究人员在Covid-19的研究中选择了这些器官，因为先前的证据表明病毒可以感染每一个器官。然后，他们将其结果与未受影响的器官中的细胞类型进行比较。
沙莱克说：“因为我们拥有这个不可思议的信息库，我们能够开始研究什么可能是感染的目标细胞。”“尽管这些数据集不是专门为研究Covid而设计的，但希望它能让我们在识别一些可能与之相关的东西上有一个新的开端。”
在鼻腔中，研究人员发现，产生粘液的杯状分泌细胞为SARS-CoV-2感染细胞所用的两种蛋白质表达RNA。在肺部，他们发现这些蛋白质的RNA主要存在于称为II型肺细胞的细胞中。这些细胞沿肺的肺泡(气囊)排列，负责保持肺泡张开。
他们发现，在肠道中，负责吸收某些营养物质的细胞称为吸收性肠细胞，它比任何其他肠道细胞类型都能更多地表达这两种蛋白质的RNA。
Ordovas-Montanes说：“这可能不是完整的故事，但它确实描绘了一幅比以前更精确的画面。”“现在，我们可以肯定地说，这些受体是在这些组织中的特定细胞上表达的。”
抗感染
在他们的数据中，研究人员还发现了一个令人惊讶的现象--ACE 2基因的表达似乎与已知被干扰素激活的基因的激活有关，干扰素是机体对病毒感染产生的一种蛋白质。为了进一步探索这一点，研究人员进行了新的实验，他们用干扰素治疗气道内的细胞，他们发现这种治疗确实打开了ACE 2基因。
干扰素通过干扰病毒复制和激活免疫细胞来帮助抵御感染。它还启动了一组独特的基因，帮助细胞抵御感染。先前的研究表明ACE 2在帮助肺细胞耐受损伤方面起着一定的作用，但这是ACE 2首次与干扰素反应相关。
这一发现表明，冠状病毒可能是为了利用宿主细胞的天然防御能力而进化而来的，它劫持了一些蛋白质，供它们自己使用。
“这不是唯一的例子，”Ordovas-Montanes说。“还有其他一些冠状病毒和其他病毒的例子，它们将干扰素刺激的基因作为进入细胞的途径。在某种程度上，这是宿主最可靠的反应。”
由于干扰素对病毒感染有如此多的有益作用，它有时被用于治疗诸如乙型肝炎和丙型肝炎等感染。麻省理工学院研究小组的研究结果表明，干扰素在对抗Covid-19方面的潜在作用可能是复杂的。一方面，它可以刺激抵抗感染或帮助细胞存活的基因，但另一方面，它可能提供额外的目标，帮助病毒感染更多的细胞。
沙莱克说：“很难就干扰素对这种病毒的作用做出任何广泛的结论。我们要开始了解这一点的唯一途径是通过谨慎控制的临床试验。”“我们要做的是把信息发布出去，因为人们正在做出如此迅速的临床反应。我们试图让他们意识到一些可能相关的事情。”
沙雷克现在希望与合作者合作，对组织模型进行剖析，这些模型包含了本研究中发现的细胞。这些模型可以用来测试现有的抗病毒药物，并预测它们如何影响SARS-CoV-2感染。
麻省理工学院的团队和他们的合作者已经将他们在这项研究中使用的所有数据提供给其他想要使用它的实验室。沙雷克说，这项研究中使用的大部分数据是与世界各地的研究人员合作产生的，他们非常愿意分享这些数据。
他说：“科学界提供了大量令人难以置信的信息，许多不同的方面都有兴趣以任何可能的方式为对抗科维德的战斗做出贡献。”“看到来自世界各地的大量实验室聚集在一起，共同努力解决这一问题，真是不可思议。”
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