今日《细胞》封面：细胞感染新冠病毒后会发生哪些变化？

今日，顶尖学术期刊《细胞》杂志以封面论文的形式，介绍了一项关于新冠病毒的大型研究。一支跨国团队发现，当细胞感染新冠病毒后，会出现诸多明显的变化。研究人员们同时发现，一些药物可以针对这些变化，从而有治疗新冠病毒感染的潜力。

▲蓝色的细胞丝状伪足突起上，带有橙色的出芽病毒颗粒（Image credits：Elizabeth Fischer, NIAID/NIH）

在论文中，科学家们指出，作为一类全新的冠状病毒，新冠病毒存在“无症状感染”现象，在症状出现之前，就可以具有传染性。而对于这种病毒在感染细胞后会引起怎样的变化，我们了解得还不够多。

为此，这支大型团队决定使用基于质谱的定量磷酸蛋白组学（quantitative mass spectrometry-based phosphoproteomics）方法，研究新冠病毒在感染常见的细胞系后，细胞内的磷酸化进程是否会受到影响。磷酸化是细胞内信号通路的关键调控步骤。了解来自宿主和病毒的蛋白在感染后会如何被磷酸化，有望让我们了解疾病的病理发生。

如同研究人员们所预计的那样，在病毒感染细胞后的不同时间点，不少蛋白的磷酸化出现了明显增加。这既包括了来自新冠病毒的蛋白，也包括了一些与新冠病毒蛋白发生互作的宿主蛋白。

▲在感染后的不同时间点，不同蛋白的磷酸化过程会出现不同的变化，且与病毒细胞周期相关（图片来源：参考资料[1]）

根据这些磷酸化位点的动态，研究人员们进一步将它们分为5个不同的组。有意思的是，各组都可以和病毒的生命周期挂起钩来——第一组会在感染的2小时内出现上调，与病毒进入细胞相关；第二组与病毒的复制和/或外出（egress）有关；第三第四组与RNA的加工有关，且会出现下调；第五组则与感染的反应有关。

再具体看，在感染新冠病毒后，CK2与p38 MAPK会得到激活，多种细胞因子也会产生，最终关闭和有丝分裂有关的激酶，导致细胞周期的停止。此外，CK2也会促进细胞产生丝状伪足突起（filopodial protrusions），突起上带有正在出芽的病毒颗粒。这一瞬间也被科学家记录了下来，成为了本期的杂志封面。

▲本研究的图示（图片来源：参考资料[1]）

了解这些磷酸化的变化，又有什么用呢？根据负责磷酸化的激酶的活性变化，以及已知的药物作用机理，科学家们找到了87种不同的药物和化合物，有望成为潜在的新冠病毒感染药物。在这87款分子中，有10款已经得到了美国FDA的批准上市，还有53款已经位于临床试验之中。

研究人员们一共测试了68款药物和化合物的抗病毒活性，并确认针对CK2、p38 MAPK信号通路、PIKEYVE、以及CDK的抑制剂有很强的抗病毒潜力，因此有望成为未来的潜在靶点。

参考资料：

[1] Mehdi Bouhaddou et al., (2020), The Global Phosphorylation Landscape of SARS-CoV-2 Infection, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.034