COVID-19，一種由嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）引起的一種呼吸道疾病，如今已成全球大流行態(tài)勢。當(dāng)前，COVID-19的爆發(fā)對全球公共衛(wèi)生、科學(xué)研究、醫(yī)療界構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。自新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）被首次發(fā)現(xiàn)，眾多科研工作者將注意力聚焦于研究這種新型冠狀病毒及其所引發(fā)的疾病。基因編輯工具CRISPR長期以來被認(rèn)為是科研工作者的科研利劍，使用CRISPR技術(shù)的科學(xué)家也不在少數(shù)，這種基因編輯工具很快被帶到對抗COVID-19的戰(zhàn)爭前線。CRISPR/Cas9，一種由guide RNA指導(dǎo)工程核酸酶（Cas9）對靶向目的基因位點(diǎn)進(jìn)行快捷及高效DNA編輯的技術(shù)，因其多樣性、模塊性及高效性等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為在細(xì)胞、動物和植物中操縱基因組的工具。那么它是如何被應(yīng)用在COVID-19的研究呢？本文就近期以來，以基因編輯細(xì)胞作為研究工具實(shí)現(xiàn)對COVID-19的研究進(jìn)行盤點(diǎn)整理，愿同大家一起分享與學(xué)習(xí)！

（1）AXL is a candidate receptor for SARS-CoV-2 that promotes infection of pulmonary and bronchial epithelial cells（Cell Research，IF=25.6176（2021））

已有的證據(jù)表明：SARS-CoV-2的S樣蛋白與宿主受體ACE2之間的相互作用是引起COVID-19感染的潛在因素。盡管ACE2作為SARS-CoV-2受體的作用是明確的，但研究表明，ACE2在各種人體組織中的表達(dá)極低，尤其是在呼吸道。因此，可能存在促進(jìn)SARS-CoV-2進(jìn)入呼吸系統(tǒng)細(xì)胞的其他宿主受體和/或共受體。

發(fā)表在Cell Research國際著名雜志上的這項(xiàng)研究中，研究人員結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)計(jì)算找到對SARS-CoV-2具有最高結(jié)合親和力的宿主受體，發(fā)現(xiàn)酪氨酸蛋白激酶受體UFO (AXL)能與?SARS-CoV-2的S樣蛋白N端結(jié)構(gòu)域發(fā)生特異性相互作用。為了驗(yàn)證AXL在促進(jìn)SARS-CoV-2進(jìn)入人類細(xì)胞過程中扮演的重要角色，研究者同時(shí)使用SARS-CoV-2假病毒與真正的SARS-CoV-2病毒對CRISPR編輯的人類細(xì)胞系進(jìn)行感染實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在HEK293T?細(xì)胞中過表達(dá)?AXL與過表達(dá)?ACE2一樣有效地促進(jìn)?SARS-CoV-2?進(jìn)入，而敲除?AXL?可顯著降低?H1299?肺細(xì)胞和人原代肺上皮細(xì)胞中的SARS-CoV-2感染；而可溶性人重組AXL在表達(dá)高水平AXL的細(xì)胞中可阻斷SARS-CoV-2感染。最后，為了確定COVID-19患者中AXL表達(dá)與SARS COV-2感染的相關(guān)性，研究人員對COVID-19患者支氣管肺泡灌洗液細(xì)胞（BALF）進(jìn)行單細(xì)胞mRNA測序，發(fā)現(xiàn)AXL的表達(dá)水平與患者BALF細(xì)胞中的SARS-CoV-2的水平密切相關(guān)。

總之，這一項(xiàng)研究結(jié)果揭示AXL是SARS-CoV-2的一種新型候選受體，其可能在促進(jìn)人類呼吸系統(tǒng)的病毒感染中發(fā)揮重要作用，這對開發(fā)針對AXL的臨床干預(yù)具有啟示意義。

源井背靠豐富的基因編輯經(jīng)驗(yàn)，不僅構(gòu)建有優(yōu)質(zhì)的AXL KO細(xì)胞系(A549 / HEK293)和ACE2 KO細(xì)胞系(Hela/16HBE)現(xiàn)貨，還可提供成熟的ACE2過表達(dá)穩(wěn)轉(zhuǎn)株（A549/HepG2/HeLa等）的構(gòu)建服務(wù)，助力SARS-CoV-2受體的研究！

（2）Genome-wide CRISPR screening identifies TMEM106B as a proviral host factor for SARS-CoV-2（Nature Genetics，IF=38.3307（2021））

近期，比利時(shí)魯汶大學(xué)Dirk Daelemans、Jim Baggen等研究人員合作，利用全基因組CRISPR篩選發(fā)現(xiàn)TMEM106B是SARS-CoV-2的促病毒宿主因子。該項(xiàng)研究成果已在線發(fā)表在Nature Genetics著名期刊上。

全基因組敲除篩選（Genome-wide CRISPR?Screening）已被廣泛用于識別各種病毒的宿主因子，SARS-CoV-2?在內(nèi)的冠狀病毒也不例外。在這篇文章中，研究人員為了確定對冠狀病毒感染至關(guān)重要的宿主因子，對SARS-CoV-2和人類冠狀病毒229E進(jìn)行了全基因組功能遺傳篩查。這些篩選揭示了病毒特異性以及其共同的宿主因子，包括TMEM41B和PI3K 3型。并且發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2需要溶酶體蛋白TMEM106B才能實(shí)現(xiàn)人類細(xì)胞系和原代肺細(xì)胞的感染。此外，研究發(fā)現(xiàn)TMEM106B的過表達(dá)增強(qiáng)了SARS-CoV-2感染和假病毒感染，揭示其在病毒進(jìn)入過程中發(fā)揮作用。最后，對COVID-19患者氣道細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞RNA測序的結(jié)果表明，TMEM106B表達(dá)與SARS-CoV-2感染相關(guān)?？偠灾@項(xiàng)研究揭示了一系列冠狀病毒宿主因子，對開發(fā)針對SARS-CoV-2感染或未來人畜共患病冠狀病毒爆發(fā)的藥物具有指導(dǎo)意義。

（3）?A CRISPR/Cas9 genetically engineered organoid biobank reveals essential host factors for coronaviruses（Nature communications，IF=14.9196（2021））

快速鑒定病毒復(fù)制所必需的宿主基因可加快治療干預(yù)措施。然而，基因篩查通常是在轉(zhuǎn)化的細(xì)胞系中進(jìn)行的，這些細(xì)胞系在體內(nèi)難以代表病毒靶細(xì)胞，因此產(chǎn)生的科研成果可能無法應(yīng)用于臨床上?；诖?，荷蘭鹿特丹伊拉斯姆斯醫(yī)學(xué)中心Bart L. Haagmans與荷蘭皇家大學(xué)醫(yī)學(xué)中心Hans Clevers等研究員展開合作合作，開發(fā)基于CRISPR/Cas9基因工程技術(shù)構(gòu)建的類器官生物庫，用以研究冠狀病毒的基本宿主因子。

在這項(xiàng)研究中，為了辨別哪些宿主因子是可靠的抗冠狀病毒治療靶點(diǎn)，研究人員為之前與冠狀病毒生物學(xué)有關(guān)的?19?個(gè)宿主基因生成了突變克隆的腸道類器官（Intestinal organoids，IOs）。研究人員成功驗(yàn)證了ACE2和DPP4分別是?SARS-CoV/SARS-CoV-2?和MERS-CoV病毒進(jìn)入的受體。IOs中的?SARS-CoV-2?復(fù)制不需要內(nèi)體組織蛋白酶?B/L?蛋白酶，但具體取決于細(xì)胞表面蛋白酶?TMPRSS2，但其他?TMPRSS?家族成員不是必需的。新出現(xiàn)的冠狀病毒變種B.1.1.7以及SARS-CoV?和?MERS-CoV?同樣依賴于?TMPRSS2。這一系列的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了非轉(zhuǎn)化人體模型與冠狀病毒研究的相關(guān)性，將?TMPRSS2?確定為有吸引力的泛冠狀病毒治療靶點(diǎn)，并證明類器官敲除生物庫是研究當(dāng)前和未來新興冠狀病毒生物學(xué)的寶貴工具。

ACE2、DPP4、TMPRSS2和FRUIN等作為冠狀病毒的感染人體細(xì)胞的重要靶點(diǎn)，其KO細(xì)胞系可應(yīng)用于病毒入侵人體的各種基礎(chǔ)研究中，源井可提供多種KO細(xì)胞系現(xiàn)貨如ACE2 KO細(xì)胞（HeLa/16HBE）、TMPRSS2/FURIN KO細(xì)胞（HeLa）、DPP4 KO細(xì)胞系?(A549 / HEK293）等近3000種KO細(xì)胞現(xiàn)貨。

為了幫助研究者更好的開展SARS-CoV-2的基礎(chǔ)研究和藥物研發(fā)，源井生物研發(fā)出一系列與新冠病毒相關(guān)的細(xì)胞產(chǎn)品，包括S蛋白穩(wěn)轉(zhuǎn)株、ACE2過表達(dá)穩(wěn)轉(zhuǎn)株、KO細(xì)胞、疫苗研發(fā)相關(guān)細(xì)胞和新冠研究高頻使用的野生型細(xì)胞。源井擁有豐富的基因編輯經(jīng)驗(yàn)，獨(dú)家研發(fā)了具有更高的基因編輯效率的CRISPR-U?技術(shù)，已為全球20多個(gè)國家與地區(qū)提供了數(shù)千次基因編輯細(xì)胞服務(wù)，歡迎聯(lián)系我們了解更多。