Core mitochondrial genes are down-regulated during SARS-CoV-2 infection of rodent and human hosts

doi:10.1126/scitranslmed.abq1533

.2023年8月9日；15（708）：eabq1533。

doi:10.1126/scitranslmed.abq1533。 Epub 2023年8月9日。

啮齿动物和人类宿主SARS-CoV-2感染期间线粒体核心基因下调

约瑟夫·瓜尼埃里^1 2 三, 约瑟夫·戴巴斯（Joseph M Dybas）^2 三, 侯赛因·法泽里尼亚^2 三, 男子S Kim^1 2 三 4, 贾斯汀·弗雷尔⁵, 张元超^1 2 三, Yentli Soto Albrecht公司^1 2 三, 黛博拉·G·默多克^1 2, 阿莱西娅·安杰林^1 2, 拉里·辛格^1 2 三, 斯科特·路易斯^1 2, Sonja M Best公司^三 6, 玛丽·T·洛特^1 2, 张世平（Shiping Zhang）^1 2, 亨利·科普⁷, 维多利亚·扎克萨斯^三 8 9, 阿曼达·萨拉维亚·布特勒^三 10 11, 杰姆·迈丹^三 12, 乔纳森·福克斯¹², 克里斯托弗·莫扎里¹², 纱线胸罩¹², 亚雷德·基丹^三 13, 沃尔德马尔·普里贝^三 14, 马克·R·埃米特^三 15, 罗伯特·梅勒^三 16, 萨姆·德姆哈特¹⁷, Valdemar支架-Hansen¹⁷, 马可·萨尔瓦多¹⁷, 迭戈·加莱诺^三 18, 弗朗西斯科·恩古塔^三 19, 彼得·格拉巴姆²⁰, Nidia S Trovao公司^三 21, 乌敏德·辛格^三 22, 杰弗里·哈尔托姆^{1 2 三 22}, 马克·T·海斯²³, 纳撒尼尔·J·摩尔曼²³, 维多利亚·K·巴克斯特²³, 艾米丽·马登²³, 莎伦·塔夫特·本茨²³, 伊丽莎白·安德森²³, Wes A Sanders公司²³, 丽贝卡·J·迪克曼德²³, 斯蒂芬·巴林^三 24, 伊芙·西尔金·伍特尔^三 22, 佩德罗·莫雷斯·维埃拉^三 25, 迪安·泰勒^1 2 三, 克里斯托弗·梅森^三 12 26, 乔纳森·席斯勒^三 23, 罗伯特·施瓦茨^三 12, 阿夫申·贝赫什蒂^三 27 28, 道格拉斯·华莱士^{1 2 三 29}

附属公司

¹美国宾夕法尼亚州费城儿童医院线粒体和表观基因组医学中心，邮编：19104。
²费城儿童医院，费城，宾夕法尼亚州19104，美国。
^三COVID-19国际研究团队，美国马萨诸塞州梅德福，邮编02155。
⁴韩国首尔庆熙大学港洞庆熙大学医院。
⁵美国纽约州纽约市西奈山伊坎医学院，邮编10023。
⁶美国国家过敏和传染病研究所落基山实验室，NIH，汉密尔顿，MT 59840。
⁷英国诺丁汉大学。
⁸芝加哥大学，芝加哥，伊利诺伊州60615，美国。
⁹Clever Research Lab，美国伊利诺伊州斯普林菲尔德市，邮编62704。
¹⁰Logyx，LLC，美国加利福尼亚州94043 Mountain View。
¹¹NASA艾姆斯研究中心，美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德，邮编94035。
¹²Weill Cornell Medicine，美国纽约州纽约市10065。
¹³德克萨斯州苏格兰瑞特儿童医院，美国德克萨斯州达拉斯75219。
¹⁴德克萨斯大学医学博士安德森癌症中心，美国德克萨斯州休斯顿77030。
¹⁵德克萨斯大学医学分院，美国德克萨斯州加尔维斯顿77555。
¹⁶美国佐治亚州亚特兰大市莫尔豪斯医学院，邮编30310。
¹⁷丹麦哥本哈根，DKAbzu ApS，邮编：2150。
¹⁸巴拉圭中部圣洛伦佐亚松森国立大学工程学院。
¹⁹葡萄牙里斯本，里斯本大学医学院分子Joáo Lobo Antunes，1649-028。
²⁰美国纽约州纽约市哥伦比亚大学内科和外科学院，邮编：19103。
²¹美国马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院福格蒂国际中心，邮编：20892。
²²爱荷华州州立大学，艾姆斯，IA 50011，美国。
²³美国北卡罗来纳大学教堂山分校，教堂山，NC 27599。
²⁴美国马里兰州巴尔的摩市约翰斯·霍普金斯医学院，邮编21287。
²⁵坎皮纳斯大学，坎皮纳斯，SP，巴西。
²⁶纽约基因组中心，美国纽约州纽约市10013。
²⁷斯坦利精神病研究中心，麻省理工大学博德学院和哈佛大学，剑桥，马萨诸塞州02142，美国。
²⁸KBR，美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德NASA艾姆斯研究中心空间生物科学部，邮编94035。
²⁹美国宾夕法尼亚大学儿科人类遗传学系，宾夕法尼亚州费城，邮编：19104。

PMID： 37556555
DOI（操作界面）： 10.1126/scitranslmed.abq1533

啮齿动物和人类宿主SARS-CoV-2感染期间线粒体核心基因下调

约瑟夫·瓜尼埃里等。科学转化医学. 2023.

.2023年8月9日；15（708）：eabq1533。

doi:10.1126/scitranslmed.abq1533。 Epub 2023年8月9日。

作者

约瑟夫·瓜尼埃里^1 2 三, 约瑟夫·戴巴斯（Joseph M Dybas）^2 三, 侯赛因·法泽里尼亚^2 三, 男子S Kim^1 2 三 4, 贾斯汀·弗雷尔⁵, 张元超^1 2 三, Yentli Soto Albrecht公司^1 2 三, 黛博拉·默多克^1 2, 阿莱西娅·安杰林^1 2, 拉里·辛格^1 2 三, 斯科特·路易斯^1 2, Sonja M Best公司^三 6, 玛丽·T·洛特^1 2, 张世平（Shiping Zhang）^1 2, 亨利·科普⁷, 维多利亚·扎克萨斯^三 8 9, 阿曼达·萨拉维亚·布特勒^三 10 11, 杰姆·迈丹^三 12, 乔纳森·福克斯¹², 克里斯托弗·莫扎里¹², 纱线胸罩¹², 亚雷德·基丹^三 13, 沃尔德马尔·普里贝^三 14, 马克·R·埃米特^三 15, 罗伯特·梅勒^三 16, 萨姆·德姆哈特¹⁷, Valdemar支架-Hansen¹⁷, 马可·萨尔瓦多¹⁷, 迭戈·加莱诺^三 18, 弗朗西斯科·恩古塔^三 19, 彼得·格拉巴姆²⁰, Nidia S Trovao公司^三 21, 乌敏德·辛格^三 22, 杰弗里·哈尔托姆^{1 2 三 22}, 马克·T·海斯²³, 纳撒尼尔·J·摩尔曼²³, 维多利亚·K·巴克斯特²³, 艾米莉·马登²³, 莎伦·塔夫特·本茨²³, 伊丽莎白·安德森²³, Wes A Sanders公司²³, 丽贝卡·J·迪克曼德²³, 斯蒂芬·B·贝林^三 24, 伊芙·西尔金·伍特尔^三 22, 佩德罗·莫雷斯·维埃拉^三 25, 迪安·泰勒^1 2 三, 克里斯托弗·梅森^三 12 26, 乔纳森·希斯勒^三 23, 罗伯特·施瓦茨^三 12, 阿夫申·贝赫什蒂^三 27 28, 道格拉斯·华莱士^{1 2 三 29}

附属公司

¹美国宾夕法尼亚州费城儿童医院线粒体和表观基因组医学中心，邮编：19104。
²费城儿童医院，费城，宾夕法尼亚州19104，美国。
^三COVID-19国际研究团队，美国马萨诸塞州梅德福，邮编02155。
⁴韩国首尔庆熙大学港东庆熙医院。
⁵美国纽约州纽约市西奈山伊坎医学院，邮编10023。
⁶美国国家过敏和传染病研究所落基山实验室，NIH，汉密尔顿，MT 59840。
⁷英国诺丁汉大学。
⁸芝加哥大学，芝加哥，伊利诺伊州60615，美国。
⁹Clever Research Lab，美国伊利诺伊州斯普林菲尔德市，邮编62704。
¹⁰Logyx，LLC，美国加利福尼亚州94043 Mountain View。
¹¹NASA艾姆斯研究中心，美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德，邮编94035。
¹²Weill Cornell Medicine，美国纽约州纽约市10065。
¹³德克萨斯州苏格兰瑞特儿童医院，美国德克萨斯州达拉斯75219。
¹⁴德克萨斯大学医学博士安德森癌症中心，美国德克萨斯州休斯顿77030。
¹⁵德克萨斯大学医学分院，美国德克萨斯州加尔维斯顿77555。
¹⁶美国佐治亚州亚特兰大市莫尔豪斯医学院，邮编30310。
¹⁷丹麦哥本哈根，DKAbzu ApS，邮编：2150。
¹⁸巴拉圭中部圣洛伦佐亚松森国立大学工程学院。
¹⁹葡萄牙里斯本，里斯本大学医学院分子Joáo Lobo Antunes，1649-028。
²⁰美国纽约州纽约市哥伦比亚大学内科和外科学院，邮编：19103。
²¹美国马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院福格蒂国际中心，邮编：20892。
²²爱荷华州州立大学，艾姆斯，IA 50011，美国。
²³美国北卡罗来纳大学教堂山分校，教堂山，NC 27599。
²⁴约翰·霍普金斯医学院，美国马里兰州巴尔的摩，邮编：21287。
²⁵坎皮纳斯大学，坎皮纳斯，SP，巴西。
²⁶纽约基因组中心，美国纽约州纽约市10013。
²⁷斯坦利精神病研究中心，麻省理工学院布罗德研究所和哈佛大学，剑桥，马萨诸塞州02142。
²⁸KBR，美国加利福尼亚州莫菲特菲尔德NASA艾姆斯研究中心空间生物科学部，邮编94035。
²⁹美国宾夕法尼亚大学儿科人类遗传学系，宾夕法尼亚州费城，邮编：19104。

PMID： 37556555
DOI（操作界面）： 10.1126/scitranslmed.abq1533

摘要

严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）病毒蛋白与宿主线粒体蛋白结合，可能抑制氧化磷酸化（OXPHOS）并刺激糖酵解。我们分析了2019年冠状病毒病（COVID-19）患者鼻咽和尸检组织中线粒体基因的表达。在病毒滴度下降的鼻咽样品中，病毒阻断了核DNA（nDNA）编码的线粒体OXPHOS基因子集的转录，诱导了microRNA 2392的表达，激活HIF-1α诱导糖酵解，并激活了宿主免疫防御，包括整合应激反应。在新冠肺炎患者的尸检组织中，SARS-CoV-2已不存在，肺中线粒体基因转录已恢复。然而，心脏、肾脏和肝脏尸检组织中的nDNA线粒体基因表达仍然受到抑制，而线粒体DNA转录被诱导，宿主免疫防御途径被激活。在肺病毒载量达到峰值的仓鼠早期SARS-CoV-2感染期间，肺线粒体基因表达受到轻微干扰，但小脑线粒体基因表达下调，纹状体线粒体基因表达上调，尽管大脑中未检测到SARS-CoV-2。在小鼠感染严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型的中期，小鼠肺部的线粒体基因表达开始恢复。这些数据表明，当病毒滴度首次达到峰值时，存在系统性宿主反应，随后病毒抑制线粒体基因转录并诱导糖酵解，从而部署抗病毒免疫防御。即使病毒被清除，肺线粒体功能恢复，心脏、肾脏、肝脏和淋巴结的线粒体功能仍然受损，可能导致严重的新冠肺炎病理。

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