SARS-CoV-2衣壳与帕金森病蛋白相互作用，促进淀粉样蛋白的形成

除了呼吸道症状，SARS-CoV-2还会导致神经问题，如嗅觉丧失、头痛和“脑雾”。然而，这些症状是由进入大脑的病毒引起的，还是由免疫系统在大脑中释放的化学信号引起的，仍然存在争议。在帕金森氏症中，一种叫做α-突触核蛋白（α-synuclein）的蛋白质会形成异常的淀粉样原纤维，导致大脑中产生多巴胺的神经元死亡。有趣的是，嗅觉丧失是帕金森氏症常见的运动前症状。这一事实，以及COVID-19患者帕金森病的病例报告，使Christian Blum、Mireille Claessens等人想知道SARS-CoV-2的蛋白质组分是否可以触发α-突触核蛋白聚集成淀粉样蛋白。他们选择研究病毒中含量最高的两种蛋白质:帮助SARS-CoV-2进入细胞的刺突蛋白(S)和将RNA基因组封装在病毒内部的核衣壳蛋白(N)。

在试管实验中，研究人员使用一种结合淀粉样原纤维的荧光探针表明，在没有冠状病毒蛋白的情况下，α-突触核蛋白需要240小时以上才能聚集成原纤维。添加S蛋白没有影响，但添加N蛋白将聚集时间缩短到24小时以下。在其他实验中，研究小组发现N和α-突触核蛋白直接相互作用，部分是通过它们相反的静电电荷，至少3-4个α-突触核蛋白结合在每个N蛋白上。接下来，研究人员将N蛋白注射到帕金森病的细胞模型中，并用荧光标记α-突触核蛋白，使用与SARS-CoV-2感染细胞内的N蛋白浓度相似的蛋白。与只注射α-突触核蛋白的对照组细胞相比，注射这两种蛋白后死亡的细胞数量大约是前者的两倍。此外，在同时注射这两种蛋白的细胞中，α-突触核蛋白的分布发生了改变，并观察到伸长的结构，尽管研究人员不能确认它们是淀粉样蛋白。研究人员表示，目前尚不清楚这些相互作用是否也发生在人类大脑的神经元中，但如果是这样，它们可能有助于解释COVID-19感染和帕金森病之间的可能联系。

Slav A. Semerdzhiev, Mohammad A. A. Fakhree, Ine Segers-Nolten, Christian Blum, Mireille M. A. E. Claessens. Interactions between SARS-CoV-2 N-Protein and α-Synuclein Accelerate Amyloid Formation. ACS Chemical Neuroscience, 2021; DOI: 10.1021/acschemneuro.1c00666