SARS-CoV-2 は脳脊髄液にアミロイドを生成する

Study: SARS-CoV-2 and HSV-1 Induce Amyloid Aggregation in Human CSF. Image Credit: nobeastsofierce / Shutterstock


bioRxiv* プレプリント サーバーに投稿された最近の研究で、研究者の国際チームは、ヒト脳脊髄液 (CSF) における重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) によるアミロイド凝集を示しました。

SARS-CoV-2 のパンデミックと長期にわたる神経学的合併症により、長期コロナウイルス病 (COVID) と呼ばれ、ウイルス感染と神経変性脳疾患との関係への関心が再燃しています。 単純ヘルペス ウイルス 1 型 (HSV-1) を含む多くのウイルスは、中枢神経系 (CNS) に感染し、急性または慢性の感染症を引き起こす可能性がありますが、ウイルスとアミロイドへのタンパク質の凝集との間の直接的な機構的関連は、いくつかのウイルスの特徴です。神経変性疾患—確立するのが難しいことが証明されています。

研究: SARS-CoV-2 と HSV-1 は、ヒト CSF でアミロイド凝集を誘導します。 画像著作権: nobeastsofierce / Shutterstock

研究について

本研究では、研究者らは、ex vivo タンパク質アミロイド凝集が、ヒト CSF 中の HSV-1 および紫外線 (UV) 不活化 SARS-CoV-2 によって引き起こされることを実証しました。

チームは、生きた HSV-1 ウイルスと UV 不活化 SARS-CoV-2 ウイルスを健康な人から得た CSF とインキュベートし、ウイルス粒子が複雑なヒト生体液に存在するタンパク質のアミロイド凝集を触媒できるかどうかを判断しました。 アミロイド産生を引き起こすウイルスの能力を追跡するために、アミロイド線維に結合すると ThT 蛍光が増幅されるチオフラビン T (ThT) アッセイが採用されました。 さらに、チームは透過型電子顕微鏡 (TEM) を使用して、髄液中のウイルスによって引き起こされるアミロイド形成を観察しました。

さらに、アミロイド画分に見られるタンパク質を説明するために、ウイルスによって生成されたアミロイド凝集体を収集および精製しました。 これは、関連する非アミロイドタンパク質を 4% ドデシル硫酸ナトリウム (SDS) で除去した後、アミロイド画分を洗浄、遠心分離、および 99% ギ酸で可溶化することによって達成されました。

結果

研究結果は、ウイルスが添加されていないCSFは、時間の経過とともに増加するアミロイド凝集の有意なシグナルを示さないことを示しました. 一方、両方のウイルスを有する CSF は、CSF でタンパク質アミロイド凝集を引き起こすことができました。 さらに、ウイルスのみおよび感染していない細胞培地などの他のコントロールによって生成されたかなり弱いシグナルは、単離されたアミロイド形成タンパク質で観察されたものと一致していました。 ウイルスを添加した CSF は、すべてのコントロールよりも著しく大きい最大 ThT 蛍光増幅を生成しました。 HSV-1 と SARS-CoV-2 の表面で、チームは相互作用する多数の線維性アミロイド構造を観察しました。これは、表面媒介触媒核生成 (HEN) プロセスを示しています。

未処理の CSF に存在するタンパク質に関しては、プロテオミクス解析により、ウイルスによって誘導されたアミロイド画分にかなりの数のタンパク質が濃縮されていることが示されました。 未処理のCSFと比較して、279個のタンパク質がウイルス誘導アミロイド画分に富んでいることがわかった。 両方のウイルスによって生成されたアミロイド画分には、共有された濃縮タンパク質の 40% 以上が含まれていましたが、HSV-1 によって生成されたアミロイド画分には 37%、SARS-CoV-2 には 23% の独自のタンパク質が含まれていました。 2つのウイルスによって強化されたタンパク質のグループ間のかなりの重複によって証明されるように、過飽和レベルに近いCSFでの一部のタンパク質の高発現により、凝集触媒の影響を受けやすくなった可能性があります。

アルツハイマー病 (AD) 患者から得られたプラークで、チームは、タンパク質 1 (APLP1)、2-マクログロブリン、アポリポタンパク質 E (ApoE)、およびクラステリンなどのアミロイド β 前駆体を含む 135 のタンパク質を発見しました。 さらに、トランスサイレチン (TTR) やビトロネクチンなどの他のアミロイド疾患に関連するタンパク質、およびセルロプラスミン、14-3-3、ヌクレオリン、ホスホグリセリン酸キナーゼ 1 (PGK-1) などのパーキンソン病 (PD) に関連するタンパク質観察されました。 これらの発見は、ウイルス粒子がヒトCSF中のいくつかのタンパク質のアミロイド凝集を触媒できることを示しました。

結論

この研究結果は、HSV-1 と SARS-CoV-2 がさまざまなタンパク質を誘発してヒト CSF に凝集させることを示しました。 この研究はまた、UV不活性化がアミロイド核形成の触媒表面として機能するウイルス粒子の能力を排除しないことを示しました。 したがって、ウイルスがこのプロセスで果たすことができる重要な触媒機能を考えると、神経変性におけるタンパク質凝集の原因物質としてのウイルスの役割を再評価する必要があります。 SARS-CoV-2 のパンデミックにより、多くの患者が感染後に長期にわたる神経学的症状を抱えているため、ウイルスが神経学的問題を引き起こす可能性があるプロセスを理解することが重要です。

*重要なお知らせ

bioRxiv は、査読されていない暫定的な科学レポートを発行しているため、決定的なものと見なしたり、臨床診療/健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱ったりするべきではありません。

ジャーナルの参照:

SARS-CoV-2 and HSV-1 Induce Amyloid Aggregation in Human CSF, Wanda Christ, Sebastian Kapell, Georgios Mermeleks, Bjorn Evertsson, Helena Sork, Safa Bazaz, Oskar Gustafsson, Michal J. Sobkowiak, Eduardo I. Cardenas, Viviana Villa, Roberta Ricciarelli、Johan K Sandberg、Jonas Bergquist、Andrea Sturchio、Per Svenningsson、Tarja Malm、Alberto J. Espay、Maria Pernemalm、Anders Linden、Jonas Klingstrom、Samir EL Andaloussi、Kariem Ezzat、bioRxiv 2022.09.15.508120、DOI: https:/ /doi.org/10.1101/2022.09.15.508120、https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.15.508120v1



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