学术速递 | 杨程德教授揭示CD36介导 SARS-CoV-2包膜蛋白诱导血小板活化和血栓形成
2023-09-01 15:49:30来源：Nature Communications阅读：62次
2023年8月，杨程德教授在《Nature Communications》杂志发表题名为“CD36 mediates SARS-CoV-2-envelope-protein-induced platelet activation and thrombosis.”——CD36介导 SARS-CoV-2包膜蛋白诱导血小板活化和血栓形成的研究论文。
瑞金医院血液研究所陈赛娟教授、风湿免疫科杨程德主任医师、刘婷婷医师、检验医学科戴菁主任技师、转化医学中心刘峰副研究员为论文的共同通讯作者；风湿免疫科唐子寒博士研究生、上海交通大学医学院基础医学院徐艳艳副研究员、血液学研究所谭云副研究员、风湿免疫科石慧副主任医师、检验科金佩佩主任技师、血液学研究所李云齐医技为论文的共同第一作者。
doi: 10.1038/s41467-023-40824-7.
凝血异常及血栓事件与SARS-CoV-2 重症感染相关，是患者预后不良的重要原因之一，然而其发生的机制尚未阐明。在该研究中，研究者首先在COVID-19患者血清中检测到E蛋白，进一步分析其血清学水平揭示E蛋白水平与异常凝血指标相关，同时是COVID-19患者血栓事件的风险因素。通过体外血小板功能实验及诱导小鼠血栓模型发现E蛋白可诱导血小板过度活化，并可以促进小鼠肺栓塞及下腔静脉血栓形成。通过蛋白质免疫沉淀实验结合质谱分析，发现血小板CD36与E蛋白存在相互作用，并进一步结合表面等离子共振实验、免疫共沉淀实验、固相酶联免疫吸附实验、及免疫荧光验证了E蛋白和CD36的结合及共定位。敲除CD36和药理性阻断CD36或p38均可显著抑制E蛋白对血小板的活化作用，同时，抑制E蛋白引起的血栓形成。该研究揭示了SARS-CoV-2感染中血栓事件发生的新机制，即：SARS-CoV-2 E蛋白结合血小板表面 CD36，进而导致细胞内p38 MAPK/NF-κB途径的激活，介导血小板活化，促进COVID-19血栓形成。
凝血异常及血栓事件是COVID-19患者感染严重度及不良预后的危险因素，SARS-CoV-2感染期间微血栓的形成可能成为影响各器官系统后遗症的重要原因。该研究揭示了SARS-CoV-2 E蛋白通过CD36/p38 MAPK/NF-κB信号轴促进血小板活化和血栓形成的机制，从而为治疗COVID-19相关的血栓事件提供潜在的治疗靶点。
【Abstract】
Aberrant coagulation and thrombosis are associated with severe COVID-19 post-SARS-CoV-2 infection, yet the underlying mechanism remains obscure. Here we show that serum levels of SARS-CoV-2 envelope (E) protein are associated with coagulation disorders of COVID-19 patients, and intravenous administration of the E protein is able to potentiate thrombosis in mice. Through protein pull-down and mass spectrometry, we find that CD36, a transmembrane glycoprotein, directly binds with E protein and mediates hyperactivation of human and mouse platelets through the p38 MAPK-NF-κB signaling pathway. Conversely, the pharmacological blockade of CD36 or p38 notably attenuates human platelet activation induced by the E protein. Similarly, the genetic deficiency of CD36, as well as the pharmacological inhibition of p38 in mice, significantly diminishes E protein-induced platelet activation and thrombotic events. Together, our study reveals a critical role for the CD36-p38 axis in E protein-induced platelet hyperactivity, which could serve as an actionable target for developing therapies against aberrant thrombotic events related to the severity and mortality of COVID-19.
【中文摘要 】
凝血异常及血栓事件与SARS-CoV-2 重症感染相关，是患者预后不良的重要原因之一，然而其发生的机制尚未阐明。在该研究中，研究者发现COVID-19患者血清中的SARS-CoV-2包膜 (Envelope, E) 蛋白水平与异常凝血指标相关。通过小鼠尾静脉注射E蛋白诱导小鼠肺栓塞及下腔静脉狭窄血栓模型发现E蛋白可以促进小鼠血栓形成。进一步，通过蛋白下拉实验及质谱分析，研究者发现血小板表面的跨膜糖蛋白CD36可直接与E蛋白结合，并通过p38 MAPK-NF-κB通路介导人和小鼠血小板的异常活化。药理性阻断CD36或p38可显著削弱E蛋白对人血小板活化的增强作用。同样，在小鼠中，敲除CD36或使用p38抑制剂可显著抑制E蛋白对血小板活化和血栓形成的增强作用。该研究揭示了CD36-p38信号转导轴在E蛋白诱导的血小板过度活化中的重要作用，为COVID-19相关的血栓事件提供了潜在的治疗靶点。
作者简介
陈赛娟 研究员，博士生导师，中国工程院院士，上海交通大学医学院教授，上海交通大学医学院附属瑞金医院终身教授，国家转化医学中心（上海）主任，上海血液学研究所名誉所长，上海市科协主席，中华医学会副会长，发展中国家科学院院士，法国医学科学院外籍院士，英国皇家内科医师学院院士；研究方向：血液病的发病机制和新型靶向治疗研究。
杨程德 主任医师，博士生导师，上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科主任，中华医学会风湿病学分会副主任委员；研究方向：抗磷脂综合征临床及致病机制研究；成人型斯蒂尔病临床及致病机制研究。
刘婷婷 医师，上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科；研究方向：抗磷脂综合征临床特点及致病机制研究。
戴菁 主任技师，博士生导师，上海交通大学医学院附属瑞金医院检验科；研究方向：出血病与血栓性疾病的诊断及分子机制研究。
刘峰 副研究员，博士生导师，上海交通大学医学院附属瑞金医院/国家转化医学中心（上海），医学基因组学国家重点实验室PI；研究方向：单细胞测序与肿瘤表观基因组学。
唐子寒 博士研究生，上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科；研究方向：抗磷脂综合征临床特点及致病机制研究。
谭云 副研究员，上海交通大学医学院附属瑞金医院/上海血液学研究所/国家转化医学中心（上海）/医学基因组学国家重点实验室；研究方向：血液与免疫系统异常相关疾病的机制研究。
石慧 副主任医师，上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科；研究方向：抗磷脂综合征临床特点及致病机制研究。
金佩佩 主任技师，上海交通大学医学院附属瑞金医院检验科；研究方向：出血病与血栓性疾病的诊断及分子机制研究。
李云齐 医技，上海交通大学医学院附属瑞金医院/上海血液学研究所/国家转化医学中心(上海）/医学基因组学国家重点实验室；研究方向：基于靶蛋白结构的高通量虚拟药物筛选/蛋白分子互作/高通量药物表型及生化筛选。