使用 SignalScan 研究感染和免疫应答

高度传染性的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒-2 或 SARS-CoV-2 是全球 COVID-19 疫情的原因，该疫情已感染超过 1.41 亿人，并在全球造成超过 300 万人死亡（约翰霍普金斯大学）。与 SARS 的近亲（79% 的遗传相似性）COVID-19 感染通常是无症状的，但是，在易感的个体中，它会导致呼吸窘迫、炎症、多器官衰竭和死亡。

SARS-CoV-2 病毒通过其 刺突蛋白 (S) 与宿主的血管紧张素转化酶 2 或细胞表面的 ACE2 受体结合，从而进入宿主细胞。丝氨酸蛋白酶 TMPRSS2 裂解 S 蛋白，使病毒与溶酶体膜融合。在产生感染后，病毒 RNA 被转录成 2 种多蛋白：ORF1a 和 ORF1ab，它们形成病毒复制/转录复合物。病毒编码的蛋白酶将多蛋白加工成 16 种蛋白质，这些蛋白质的作用是产生病毒 RNA 并帮助免疫系统逃避。 Covid-19 产生四种关键结构蛋白：S（刺突蛋白）、E（包膜蛋白）、M（膜蛋白）和 N（核衣壳蛋白）。

Bouhaddou 等人的研究工作表明，COVID-19 感染会导致宿主细胞激酶（酪蛋白激酶 ll (CK2)）和 p38MAPK、细胞因子的产生以及对有丝分裂激酶活性和细胞周期停滞的抑制。进一步的蛋白质组学分析在 COVID-19 感染的 Vero 细胞模型中检测到 7 种病毒蛋白的 49 个磷酸化位点。Gordon 等人使用蛋白质-蛋白质相互作用组数据进行的研究发现，27 种病毒蛋白质可能与 332 种人类蛋白质相互作用。

为了更好地检测和量化 COVID-19 感染后人类细胞中宿主和病毒蛋白质组的变化，Cell Signaling Technology® (CST®) 创建了独特的 SignalScan^TM 检测。该测定法旨在在靶向 LC-MS/MS 分析中触发对 25 种胰蛋白酶肽的鉴定。SignalScan Peptide Mix 包含胰蛋白酶肽，在 13C 和 15N 上有重度标记，它们源自 COVID-19 和宿主人类蛋白质。这些稳定同位素标准 (SIS) 肽与高质量准确度质谱相结合，可确保对天然宿主和病毒肽进行鉴定。该测定法允许您明确地识别和量化这些肽的内源性版本。该测定法允许检测关键的病毒刺突和核衣壳蛋白，以及感染刺激的宿主免疫反应蛋白干扰素 α 和 β。重要的是，该测定法针对源自 Jak1 和 Stat1 的肽的翻译后修饰形式，以及 Toll 样受体 (TLR)，它们是宿主免疫反应的关键组成部分。

该混合物含有 25 种重度标记（13C、15N）稳定同位素标准 (SIS) 肽，每种肽含有 96 pmol，通过氨基酸分析 (AAA) 进行定量。通过作为靶向 MS/MS 分析的触发器，SIS 肽的加入提高了 LCMS 分析的灵敏度。 靶向检测可确保始终观察到目标生物样品中存在的肽，并最大限度地提高灵敏度。 SIS 辅助扫描提供了平行反应监测 (PRM) 分析的灵敏度，而无需使用严格的保留时间窗口。 这种有靶向的方法允许在蛋白质和蛋白质 PTM 水平上对 COVID-19 感染进行详细和定量的质询。 SignalScan^TM 弥补了基于 PCR 的 COVID-19 感染检测与揭示有效感染和宿主免疫反应的分子特征之间的差距。

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参考文献：

Gordon, D.E., Jang, G.M., Bouhaddou, M., Xu, J., Obernier, K., White, K.M., O’Meara, M.J., Rezelj, V.V., Guo, J.Z., Swaney, D.L., et al. (2020). A SARS- CoV-2 protein interaction map reveals targets for drug repurposing. Nature. 在线发布 2020 年 4 月 30 日。

Bouhaddou et al., 2020, Cell 182, 685–712 2020 年 8 月 6 日 a 2020 Elsevier Inc.