Шиповидный белок SARS-CoV-2 усиливает воспаление и апоптоз через аутофагию посредством подавления сигнального пути PI3K/AKT/mTOR под действием активных форм кислорода

Введение: Воспалительные реакции, вызванные инфекцией SARS-CoV-2, в значительной степени обусловливают летальность при COVID-19. Однако механизм, с помощью которого SARS-CoV-2 запускает воспалительный ответ, остается неясным. В настоящем исследовании изучали регуляторную роль шиповидного белка SARS-CoV-2 в инфицированных клетках и пытались выяснить молекулярный механизм SARS-CoV-2-индуцированного воспаления.

Методы: Псевдовирионы SARS-CoV-2 с шиповидным белком (SCV-2-S) получали с использованием системы упаковки вируса, экспрессирующего шиповидный белок. Для оценки регуляторного механизма SCV-2-S в аутофагическом ответе использовали вестерн-блоттинг, мечение mCherry-GFP-LC3, иммуннофлуоресценцию и RNA-seq. Влияние SCV-2-S на апоптоз оценивали с помощью TUNEL-окрашивания, вестерн-блоттинга и проточной цитометрии. Для изучения механизма участия SCV-2-S в воспалительном ответе проводили иммуноферментный анализ (ELISA).

Результаты: Инфекция SCV-2-S, опосредованная ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2), индуцировала аутофагию и апоптоз в эпителиальных клетках бронхов человека и эндотелиальных клетках микрососудов. Механистически SCV-2-S ингибировал сигнальный путь PI3K/AKT/mTOR за счет повышения внутриклеточного уровня активных форм кислорода (ROS), тем самым усиливая аутофагический ответ. В конечном итоге аутофагия, индуцированная SCV-2-S, запускала воспалительные реакции и апоптоз в инфицированных клетках. Эти данные не только расширяют представление о механизме патологического воспаления при инфекции SARS-CoV-2, но и имеют важное значение для разработки противовоспалительных подходов, таких как ингибиторы ROS и аутофагии, для пациентов с COVID-19.