ACE2/TMPRSS2在胰岛内分大只代理泌细胞中不表达

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ACE2/TMPRSS2在胰岛内分大只代理泌细胞中不表达


 
ACE2/TMPRSS2在胰岛内分大只代理泌细胞中不表达



一项新的研究通过范德比尔特大学医学中心的研究人员和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院和发布在预印本服务器bioRxiv * 2020年8月报告,所需关键酶都是严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2 (SARS-CoV-2)进入人类宿主细胞缺乏胰岛的β细胞。这排除了COVID-19患者血糖控制受损的直接损伤假设。
 
COVID-19和糖尿病
 
在正在进行的COVID-19大流行中,糖尿病已被明确确定为导致死亡和严重疾病的危险因素。此外,由于糖尿病酮症酸中毒和高渗高血糖的发生,已经发现了一些新的糖尿病集群,以及糖尿病状况的恶化。
 
这使得人们认为SARS-CoV-2是一种致糖尿病病毒,大只500最大总代是谁?它会对分泌胰岛素的胰岛的beta细胞产生毒性。体外研究表明,病毒进入人体宿主细胞依赖于病毒尖峰蛋白与细胞上的血管紧张素转换酶(ACE) 2的相互作用。接下来是由丝氨酸蛋白酶TMPRSS2对棘突蛋白进行蛋白水解裂解。
 
SARS-CoV导致急性糖尿病?
 
早期的致病性冠状病毒SARS-CoV也使用了ACE2受体,它在2002年至2004年期间引发了一场有限的疫情。先前对死于这种感染的病人尸检样本的研究报告称,在一个供体的胰岛细胞上发现了ACE2(尽管细胞类型尚不清楚)。因此,他们首先提出了病毒- ace2结合导致胰岛损伤并引发急性糖尿病的观点。一旦感染被清除,这是可逆的。
 
细胞表达ACE2吗?
 
这些作者最近报告说,他们从人类多能干细胞(hPSCs)中诱导出类beta细胞。对这些细胞以及从该器官分离出来的人类胰岛的细胞的测试发现表达ACE2,这支持了他们的病毒直接损伤这些细胞的假设。
 
寻找细胞中ACE2/TMPRSS2的表达
 
本研究旨在对糖尿病患者和非糖尿病患者的胰腺细胞中ACE2和TMPRSS2的表达情况进行更深入的分析。研究人员在糖尿病或非糖尿病供体的胰岛内分泌细胞中均未发现上述现象。这意味着该病毒不太可能对糖尿病的诱发产生直接影响。
 
事实上,ACE2和TMPRSS2的mRNA转录在人类细胞和细胞中的表达是最低的。
 
研究人员首先使用了来自两个大容量rna测序(RNA-seq)数据集的数据,比较了这两种酶在人胰岛组织和细胞中的mRNA表达,以及在胰岛细胞中编码重要基因(例如转录因子)的表达。这些基因在这些细胞中通常低水平表达。
 
然而,ACE2和TMPRSS2 mRNA表达的中位水平明显低于这些胰岛富集基因的mRNA表达。也就是说,与一些dna结合转录因子相比,这两种mrna在胰岛细胞和胰岛细胞中的表达水平分别降低了84%和92%。

他们还发现,对人类胰岛的单细胞RNA-seq分析显示,转录ACE2和TMPRSS2基因的mrna缺失或表达极低。他们使用的结果包括11名健康捐赠者捐赠的人类胰腺分析程序(Human胰腺Analysis Program, HPAP)数据库中超过25000个细胞,以及三个较小的数据集。然而,他们在所有数据集中发现ACE2/TMPRSS2在不到1%的细胞中表达。
 
非胰岛细胞中ACE2/TMPRSS2低共表达
 
在HPAP数据集中,外分泌细胞在5%的内皮细胞和周细胞中表现出中度至高水平的ACE2阳性,而在其他三个细胞中仅为3%。这种差异不显著,最有可能是由于不同的细胞数量在每一个分析,达20倍HPAP数据库相比,最小的设置。汇集分析表明,总体来说,只有不到1%的腺泡和导管细胞ACE2表达,但35%的两种细胞TMPRSS2表示。相比之下,在最小的研究中,这些细胞中ACE2和TMPRSS2的表达水平分别为20%和75%以上。
 
由于它们是导致SARS-CoV-2感染的关键酶,研究人员发现,在三个数据集中,在四种细胞类型(腺泡、导管、内皮和星状细胞)中,两者同时表达的比例不到1%。第四,腺泡细胞和导管细胞共表达的百分比分别为5%和15%。
 
研究人员指出,“值得注意的是,在这四个数据集中没有胰岛内分泌细胞共同表达ACE2和TMPRSS2。”
 
直接可视化无法检测到ACE2
 
其次,研究人员从转录组学转向了直接可视化。他们用免疫染色法对早期研究者报道的相同ACE2抗体的冷冻胰岛进行了染色。然而,他们未能在细胞上检测到ACE2,而只是在微血管上。
 
研究人员指出,这种差异可能是由于使用了源自干细胞的细胞,在早期的研究中,这些细胞被认为是类似少年的细胞,而不是功能成熟的细胞,或者是培养中的永生的细胞。为了排除这种可能性,他们用取自5岁或5岁以下儿童(其中一个只有5天大)胰腺组织的切片重复了这一过程。然而,他们仍然没有发现ACE2。
 
ACE2定位于微血管
 
接下来,研究人员观察了糖尿病人和非糖尿病人的胰腺组织。这些糖尿病捐赠者要么患有1型糖尿病,要么患有2型糖尿病。同样,在细胞和细胞上都没有发现ACE2,但在健康捐赠者和2型糖尿病患者的微血管结构中都发现了。
 
他们用其他几个研究人员使用的三种其他ACE2抗体重复了他们的分析,大只代理但没有在胰岛细胞上发现这种蛋白。
 
TMPRSS2定位于导管
 
他们也没有在健康或1型糖尿病供体的胰岛中发现TMPRSS2,但它被定位在外分泌组织,管上皮上。总的来说,他们的结论是这些蛋白在胰岛内分泌细胞中都没有发现,无论是健康的还是糖尿病的供体。科学家们现在认为,早期的发现可能是由于实验建立方式的关键差异,也可能是人为造成的。
 
在细胞上发现DPP4
 
同样,在最近的一项硅片研究表明病毒可能与人二肽基肽酶4 (DPP4)结合从而使病毒进入后,他们在人类胰腺中寻找这种蛋白。他们发现它定位于所有捐赠者的细胞,而不是,糖尿病或非糖尿病。
 
这一发现与基于所有四个数据集的转录组分析一致,也表明这些细胞具有dpp4富集。然而,他们说,TMPRSS2的缺失表明,DPP4可能与病毒细胞进入细胞无关。
 
ACE2定位于胰岛毛细血管和外分泌组织
 
然后,研究人员研究了ACE2在胰腺非内分泌细胞中的染色模式,特别为了找出它是否在微血管中。他们的结论是,的确如此,胰岛的血管周围毛细血管以及外分泌组织都显示出ACE2的表达。
 
他们认为这种蛋白表达在周细胞上,这些细胞包裹着毛细血管内皮细胞。然而,由于没有TMPRSS2,该细胞不会成为SARS-CoV-2的目标。事实上,虽然这两种蛋白质都在管上皮中发现,但它们并没有一起发现。

TMPRSS2位于外分泌胰腺导管细胞的根尖表面,而ACE2不可见。在它们同时出现的少数情况下,它们是单独本地化的。研究人员表示,它们可能是病毒的一个目标。
 
在1型糖尿病患者中,ACE2的表达低于健康供体。
 
影响
 
大多数研究者同意ACE2和TMPRSS2可能是病毒进入宿主细胞所必需的细胞机制,尽管其他途径在理论上是可能的。在这种情况下,目前的研究结果并没有显示胰腺细胞的作用。
 
目前研究的一些局限性包括,研究人员依赖于这些蛋白质的演示,而不是观察病毒结合或进入细胞。最后,他们没有检测这些蛋白在COVID-19糖尿病患者中的表达,因此不能排除这些患者中这些受体的改变。
 
该研究总结道:“总的来说,这些发现极大地降低了SARS-CoV2结合并进入人类b细胞并具有直接细胞毒性的可能性。相反,他们支持葡萄糖稳态可能受到炎症或肝脏、肌肉或脂肪细胞损伤的影响的解释,这需要进一步的研究来证实。