【摘 要】
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新型冠状病毒病(Coronavirus disease 2019,COVID-19),又称新型冠状病毒肺炎,是由新型冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARSCoV-2)感染引起的一种新发传染病,临床症状主要表现为以肺炎为主的发热、干咳、乏力。目前为止,新型冠状病毒肺炎因其高传播性已遍及全球200多个国家及地区,且随着各种变异
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新型冠状病毒病(Coronavirus disease 2019,COVID-19),又称新型冠状病毒肺炎,是由新型冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARSCoV-2)感染引起的一种新发传染病,临床症状主要表现为以肺炎为主的发热、干咳、乏力。目前为止,新型冠状病毒肺炎因其高传播性已遍及全球200多个国家及地区,且随着各种变异毒株相继出现,使得全球流行情况愈加严峻。SARSCoV-2在病毒分类学上属于冠状病毒科β冠状病毒属,与2002年出现的严重急性呼吸系统综合征冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARSCoV)和在2012年出现的中东呼吸系统综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)为同属,这三种高致病性冠状病毒感染人类后,均可引起致死性呼吸系统疾病,这也使得冠状病毒成为21世纪严重影响全人类公共健康的主要危害之一。为阐明SARS-CoV-2的致病机制,发现SARS-CoV-2病毒感染细胞所依赖的宿主因子,我们使用高通量RNA-seq,获得了在SARS-CoV-2感染人肺细胞的病毒和宿主基因长时间尺度转录组,发现SARS-CoV-2病毒基因组复制和/或转录从12到24 hpi暴发性激增,并且在24 hpi病毒的复制已经达到顶峰。RNA seq的结果还表明“ACGAAC”极有可能是SARS-CoV-2的核心TRS。进一步分析揭示了SARS-CoV-2不同基因的m RNA相对表达量,即N>ORF7>ORF3>M>ORF8>S>ORF6>E,且发现不同基因表达量的相对高低具有时间持续性,而其中非结构蛋白之间的表达差异远低于结构蛋白之间的表达差异。同时还发现了多条失调宿主途径,包括胆固醇合成途径及缬氨酸降解途径。在此基础上我们进一步探究胆固醇合成途径及缬氨酸降解途径与SARS-CoV-2感染相互作用的关系。本论文分别从基因的异常表达、外源性营养物质、药物处理干扰基因表达三个维度进行探究。首先,我们发现低浓度和高浓度的外源性胆固醇溶液的加入均可显著降低(P<0.05)SARS-CoV-2感染性病毒粒子的产生(病毒滴度),但仅有高浓度外源性胆固醇溶液处理使上清中病毒的拷贝数显著降低(P<0.05)。其次,成功构建了胆固醇合成途径及缬氨酸降解途径中重要基因的过表达载体,并筛选出对应干扰效率最高的si RNA。借助过表达与基因干扰,发现上述两条通路中部分基因的过表达不仅增加了SARS-CoV-2基因组的拷贝数还增加了感染性病毒粒子的产生,而部分基因的沉默则减少了SARS-CoV-2基因组的拷贝数,但并未显著影响感染性病毒粒子的产生。最后,我们使用对两条通路中部分基因表达(功能)起到抑制作用的药物进行处理,发现胆固醇合成通路中部分基因的抑制会导致SARS-CoV-2基因组拷贝数的减少。综上所述,本论文证实了SARS-CoV-2感染复制确实与胆固醇合成途径及缬氨酸降解途径存在着密切联系,为相关抗病毒药物的筛选及研发,以及代谢失调感染患者的治疗提供了新的思路和方向。
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