血管紧张素转化酶2（ACE2）是新冠病毒SARS-CoV-2入侵宿主细胞的主要受体，通常存在于细胞表面，通过与病毒表面的刺突蛋白（spike，S）结合，介导新冠病毒的侵染。因此阻断宿主细胞表面ACE2和S蛋白的结合是新冠肺炎预防和治疗中的主要思路，包括疫苗诱导宿主产生靶向S蛋白的抗体、设计可溶性ACE2蛋白于胞外结合病毒颗粒阻断侵染、构建负载ACE2蛋白的膜泡大分子结合病毒等策略都是基于这一理念。利用负载ACE2蛋白的膜泡分子作为中和病毒的“陷阱”宿主是应对新冠病毒高频突变的一个可行手段，但在具体应用到临床并进行大批量生产之前仍需解决很多问题。另外，ACE2作为新冠感染的主要靶点其本身的翻译后修饰及功能也尚未被充分探究，此方向或许也可以成为新冠防治中的间接性调控策略。
近日，苏州大学生物医学研究院周芳芳教授团队在《Advanced Materials》上发表一篇题为“Engineering Extracellular Vesicles Enriched with Palmitoylated ACE2 as COVID-19 Therapy”的研究性论文，解释了ACE2棕榈酰化修饰的调控机制，并设计了高丰度ACE2工程型胞外囊泡的生产策略。
棕榈酰化修饰通常在细胞膜蛋白的稳定性和膜转移过程中发挥着重要的调控作用。在本研究中，该团队发现ACE2存在棕榈酰化修饰，且细胞表面ACE2水平以及外排的细胞外囊泡（EV）表面的ACE2水平均受到ACE2棕榈酰化修饰的调控。
随后，该研究进一步通过串联质谱发现ACE2棕榈酰化修饰发生在Cys141和Cys498位点，并通过筛选确定ACE2的棕榈酰化修饰是由棕榈酰转移酶3（ZDHHC3）和酰基蛋白硫酯酶1（LYPLA1）来实现增加和去除的，并能够明显影响ACE2在EV中的富集。
基于此研究基础，研究团队通过将S-棕榈酰化依赖性质膜靶向序列（PM）与ACE2融合，设计了富含棕榈酰化修饰的ACE2的胞外囊泡（PM-ACE2-EV）。
最后，该研究利用ELISA、假病毒感染及hACE2转基因小鼠感染实验分别测定了PM-ACE2-EVs在不同层面的中和效力，结果表明PM-ACE2-EVs具有更高的中和效价，从而以低剂量充分保护宿主免受SARS-CoV-2引起肺部炎症。
综上，该研究提供了一项有效的工程型胞外囊泡的改造策略，用于提高ACE2-EV的中和效价，大大推动了工程型胞外囊泡在COVID-19预防和治疗中的应用进展。
[1] Feng Xie, et al. Engineering Extracellular Vesicles Enriched with Palmitoylated ACE2 as COVID-19 Therapy. Advanced Materials. 2021. Doi：10.1002/adma.202103471.
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Adv. Mater. | 设计富含棕榈酰化ACE2的细胞外囊泡以治疗COVID-19
发布时间：2021-11-01 17:31 文章来源：未知 作者：百替生物
血管紧张素转化酶2（ACE2）是新冠病毒SARS-CoV-2入侵宿主细胞的主要受体，通常存在于细胞表面，通过与病毒表面的刺突蛋白（spike，S）结合，介导新冠病毒的侵染。因此阻断宿主细胞表面ACE2和S蛋白的结合是新冠肺炎预防和治疗中的主要思路，包括疫苗诱导宿主产生靶向S蛋白的抗体、设计可溶性ACE2蛋白于胞外结合病毒颗粒阻断侵染、构建负载ACE2蛋白的膜泡大分子结合病毒等策略都是基于这一理念。利用负载ACE2蛋白的膜泡分子作为中和病毒的“陷阱”宿主是应对新冠病毒高频突变的一个可行手段，但在具体应用到临床并进行大批量生产之前仍需解决很多问题。另外，ACE2作为新冠感染的主要靶点其本身的翻译后修饰及功能也尚未被充分探究，此方向或许也可以成为新冠防治中的间接性调控策略。
近日，苏州大学生物医学研究院周芳芳教授团队在《Advanced Materials》上发表一篇题为“Engineering Extracellular Vesicles Enriched with Palmitoylated ACE2 as COVID-19 Therapy”的研究性论文，解释了ACE2棕榈酰化修饰的调控机制，并设计了高丰度ACE2工程型胞外囊泡的生产策略。
棕榈酰化修饰通常在细胞膜蛋白的稳定性和膜转移过程中发挥着重要的调控作用。在本研究中，该团队发现ACE2存在棕榈酰化修饰，且细胞表面ACE2水平以及外排的细胞外囊泡（EV）表面的ACE2水平均受到ACE2棕榈酰化修饰的调控。
随后，该研究进一步通过串联质谱发现ACE2棕榈酰化修饰发生在Cys141和Cys498位点，并通过筛选确定ACE2的棕榈酰化修饰是由棕榈酰转移酶3（ZDHHC3）和酰基蛋白硫酯酶1（LYPLA1）来实现增加和去除的，并能够明显影响ACE2在EV中的富集。
基于此研究基础，研究团队通过将S-棕榈酰化依赖性质膜靶向序列（PM）与ACE2融合，设计了富含棕榈酰化修饰的ACE2的胞外囊泡（PM-ACE2-EV）。
最后，该研究利用ELISA、假病毒感染及hACE2转基因小鼠感染实验分别测定了PM-ACE2-EVs在不同层面的中和效力，结果表明PM-ACE2-EVs具有更高的中和效价，从而以低剂量充分保护宿主免受SARS-CoV-2引起肺部炎症。
综上，该研究提供了一项有效的工程型胞外囊泡的改造策略，用于提高ACE2-EV的中和效价，大大推动了工程型胞外囊泡在COVID-19预防和治疗中的应用进展。
[1] Feng Xie, et al. Engineering Extracellular Vesicles Enriched with Palmitoylated ACE2 as COVID-19 Therapy. Advanced Materials. 2021. Doi：10.1002/adma.202103471.