一部引用 神経組織を攻撃する理由が判明
SARS-CoV-2スパイクタンパク質の受容体結合ドメインがシアリル化糖鎖、特に糖脂質に結合してウイルスの侵入を促進することを新たに証明し、SARS-CoV-2の介入に向けた新しい標的を特定する知見となった。
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現在世界的に流行しているCOVID-19の原因である重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）は、そのスパイクタンパク質の受容体結合ドメイン（RBD）を介してアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）と結合し、ヒト細胞への感染を開始する1 。細胞膜貫通型セリンプロテアーゼ2（TMPRSS2）とニューロピリン-1は、ウイルス感染の主要な宿主因子である2,3,4. これらの宿主タンパク質に加えて、SARS-CoV-2感染時の細胞内糖鎖の機能が注目されている。Nguyenら5 は、SARS-CoV-2感染における宿主糖鎖の役割を明らかにするために、現在、糖鎖ライブラリーを用いた高感度スクリーニングにより、SARS-CoV-2 RBDと相互作用する特定の糖鎖を同定している。
宿主細胞表面因子とウイルスの相互作用は、ウイルスの付着や内在化など、ウイルスのライフサイクルのステップを規定するため、宿主細胞表面因子とウイルスの複雑な相互作用を解明することは、ウイルスの侵入ステップを理解するために不可欠である。SARS-CoV-2の感染には、ACE2やTMPRSS2などのいくつかのタンパク質が重要な宿主因子としてよく知られているが、ACE2に依存しない感染が報告されており、SARS-CoV-2のウイルス侵入過程に関する現在の知見はまだ限られており、さらなる調査が必要であることを示唆している6。タンパク質以外にも、糖鎖はオルソミクソウイルス、フラビウイルス、レオウイルス、アデノウイルスなど多くのウイルスの生活環において重要な役割を担っていることが知られている。最近、いくつかのグループが、ヘパラン硫酸がSARS-CoV-2の共受容体として働く可能性を示唆しており、SARS-CoV-2感染時の宿主糖鎖の役割の可能性に関心が持たれ
Klassenら8は、低親和性の糖鎖-タンパク質相互作用を同定するキャッチアンドリリース型エレクトロスプレーイオン化質量分析法（CaR-ESI-MS）を以前に開発した。本研究5では、この手法をSARS-CoV-2のRBDおよびフルスパイクタンパク質に対する糖鎖ライブラリのスクリーニングに応用した。その結果、RBDおよびスパイクタンパク質は、様々な酸性糖鎖と結合することができ、特に、細胞膜外層に多く存在する糖脂質の一種である単糖ガングリオシドGM1およびGM2上のオリゴ糖に高い選択性を示すことが明らかになった（図1a）。ウシ型CoVやHCoV-OC43など他のコロナウイルスもスパイクタンパク質のN末端ドメインを介して糖脂質と結合することが知られているが9、SARS-CoV-2のRBDがGM1やGM2などの糖脂質に対して強い結合親和性を持つことは注目されるところである。
ガングリオシド
がんぐりおしど
ganglioside
糖脂質（脂質と糖が共有結合した物質の総称）の一種。シアル酸（後述）を含むので、シアロ糖脂質、シアログリコリピド、シアル酸含有糖脂質ともいう。植物や昆虫には存在せず、棘皮(きょくひ)動物以上の動物に存在する。どの臓器・組織にもあるが、とくに脳神経系に多量に存在する。おもに細胞表面にあり、多くの生理活性が知られている。たとえば、細胞の識別、上皮増殖因子や神経成長因子などの受容体の形成、コレラ・ボツリヌス・破傷風などの毒素の受容体の形成に関与している。また、がん化や老化に関与する。
最初に脳から発見されたので神経節の英語、ガングリオンganglionから名づけられた。その後、生化学者である山川民夫（1921―2018）らはウマ赤血球からシアル酸を含む一種のスフィンゴ糖脂質（後述）を分離してヘマトシドと命名し（1951）、非神経系動物細胞膜における糖脂質とシアル酸の存在を初めて示した。
A new study demonstrates that the receptor-binding domain of the SARS-CoV-2 spike protein binds to sialylated glycans, especially glycolipids, to facilitate viral entry, an insight that identifies new potential targets for SARS-CoV-2 interventions.
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Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), which is responsible for the ongoing global COVID-19 pandemic, initiates infection of human cells by binding to angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) via the receptor-binding domain (RBD) of its spike protein1. Cellular transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2) and neuropilin-1 are key host factors for the virus infection2,3,4. In addition to these host proteins, the function of cellular glycans during SARS-CoV-2 infection is of interest, and Nguyen and colleagues5 now identify specific glycans that interact with SARS-CoV-2 RBD using a highly sensitive screen of glycan libraries to unlock the roles of host glycans in SARS-CoV-2 infection.
Because the interactions between host cell-surface factors and viruses define steps in the viral life cycle, including virus attachment and internalization, unraveling the complicated interactions between host cell-surface factors and viruses is essential to understand the viral entry step. Although several proteins, such as ACE2 and TMPRSS2, have been well documented as important host factors for SARS-CoV-2 infection, ACE2-independent infections have been reported, which suggests that our current knowledge of the viral entry process for SARS-CoV-2 is still limited and further investigation is needed6. Beyond proteins, glycans have been known to have important roles in the life cycles of many viruses, such as orthomyxoviruses, flaviviruses, reoviruses and adenoviruses. Several groups have recently suggested that heparan sulfate may serve as a co-receptor for SARS-CoV-2, which raises interest in the potential role of host glycans during SARS-CoV-2 infection7.
