ACE2

一种受体蛋白

血管紧张素转化酶2（ACE2）已被确定为严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）的功能宿主受体，该病毒是造成2019年全球冠状病毒疾病大流行（COVID-19）的罪魁祸首。

物质简介

ACE2也称为ACEH，称为血管紧张素转化酶2。该基因编码的蛋白属于二肽基羧基二肽酶的血管紧张素转换酶家族，与人血管紧张素转换酶1具有相当大的同源性。这种分泌的蛋白质催化血管紧张素I分裂成血管紧张素1-9，及血管紧张素II分裂成血管舒张剂血管紧张素1-7。ACE2与Ang II型1型和2型受体有很强的亲和力，调节血压、体液平衡、炎症、细胞增殖、肥大和纤维化。同时该基因的器官和细胞的特异性表达提示其可能在调节心血管和肾脏功能以及生育方面发挥作用。此外，该基因编码蛋白是SARS和HCoV-NL63人类冠状病毒S糖蛋白的功能受体。

二十年前（约2000年），血管紧张素转化酶2（ACE2）的发现是一个重要的突破，极大地增进了我们对肾上血管紧张素系统（RAS）的了解。经典RAS由其关键酶ACE驱动，在调节血压和液体平衡方面起着关键作用。最近，人们认识到，由ACE2调节的保护性RAS抵消了经典RAS的许多有害影响。对穆林模型的研究表明，操纵保护性RAS可以显著改变许多疾病，包括肝病。肝纤维化小鼠对ACE2的肝特异性过度表达已被证明是对抗肝损伤和纤维化进展的高效方法。重要的是，尽管ACE2在疾病发病机制中具有高度的保护作用，但被SARS-CoV-2作为细胞受体劫持，进入骨质细胞上皮细胞，导致COVID-19，这是人类的一种严重的呼吸系统疾病。COVID-19经常危及生命，特别是在老年人或其他有其他疾病的人。由于全球受感染的COVID-19患者数量空前，迫切需要发现针对SARS-CoV-2尖峰蛋白和ACE2相互作用的新疗法。了解ACE2在生理学、病理生物学和SARS-CoV-2感染的细胞受体中的作用，有助于深入了解潜在的新治疗策略，旨在预防SARS-CoV-2感染相关的组织损伤。本次审查概述了RAS的作用，重点是ACE2驱动的保护性RAS在肝病中的作用，并提供了治疗方法，以制定战略，防止SARS-CoV-2感染人类。

功能

早期研究观察到 ACE2 主要在心脏、肾脏和睾丸中定位，在其他多种组织中低水平表达，尤其是结肠和肺，而后来的研究也表明 ACE2 在肝脏和肠等其他器官中也具有重要作用。ACE2 通常定位于上皮细胞的腔面，这与 ACE 相反，ACE 似乎均匀分布在极化细胞的顶膜和基底外侧膜之间。而当 SARS 冠状病毒通过表达 ACE2 的细胞腔面进行感染时，其感染效力提高 10 倍。ACE 和 ACE2 都属于金属蛋白酶的 M2 家族，其活性位点域暴露于细胞外表面，促进循环肽的代谢。ACE 和 ACE2 都通过利用锌催化反应，锌与活性位点内保守的组氨酸配位，促进水分子对底物羰基键的亲核攻击，形成非共价结合的中间体。

作为治疗剂

血管紧张素转化酶2（ACE2）已成为肾上血管紧张素系统（RAS）的关键调节器，通过调节血管色调、液体和电解质平衡，在心血管平衡中发挥重要作用。ACE2 的作用是将来自血管紧张素 II （ Ang - II ）的关键肽激素 Angiotensin - II （ Ang - II ）中单个 C 端残留物的水解，形成血管紧张素 - （ 1 - 7 ）（ Ang - （ 1 - 7 ）），它与 G 蛋白耦合的马斯受体结合，并激活信号通路，抵消由 Ang - II 激活的通路。ACE2以各种组织表示，压倒性的证据证实了在实验模型中这些组织的许多病理条件下增强ACE2/Ang-（1-7）/Mas轴的有益效果。本次审查将简明扼要地概述当前增强ACE2作为治疗剂的战略，并讨论局限性和未来挑战。ACE2还有其他功能，如作为氨基酸运输的共同因素，并被严重急性呼吸系统综合症冠状病毒（SARS-CoV）用作细胞进入受体，这些功能对ACE2治疗开发的影响也将讨论。

参与维持小鼠上皮屏障功能

研究方法：利用Ace2淘汰小鼠和分离的肠道器官来检查ACE2在肠道干中的作用。由 4% 的硫酸钠建立炎症性肠病（IBD）小鼠模型。量化LGR5 和 KI67 水平，以反映肠道干细胞（ISC）的优点。用FITC-德克斯特兰4（FD-4）检测来评估肠道屏障功能。

实验结果：Western blotting识别了结肠中ACE2的表达，这与免疫荧光和RT-PCR的结果一致。此外，ACE2器官显示LRG5和KI67水平下降，钙浓度升高。此外，与ACE2器官相比，ACE2器官的渗透性显著提高。总的来说，普通小鼠比ACE2小鼠更容易感染IBD，包括早期的的粪便带血，破坏肠道结构和体重更明显的下降

实验结论：数据表明，ACE2有助于肠道干细胞的增殖，从而协调粘膜平衡。

研究历程

2020年2月，西湖大学周强实验室利用冷冻电镜技术成功解析此次新冠病毒的受体——ACE2的全长结构。这是世界上首次解析出ACE2的全长结构。

2020年2月19日凌晨3点左右，相关研究内容在预印版平台bioRxiv上线。

研究价值

全面了解ACE2在不同途径中的作用将是评估SARS-CoV-2/ACE2结合对有机体生理的影响的关键，并将帮助我们找到更好的疗法和诊断工具。

2022年，昆士兰理工大学教授里克·汤普森表示，新冠病毒需要与人体细胞表面的受体ACE2相结合，从而进入和感染人体细胞。他们的研究发现，即使只是短暂地接触大气压冷等离子体，细胞表面的ACE2受体也会立刻消失，这就减少了新冠病毒通过受体感染人体细胞的途径，达到预防感染的效果。相关论文已发表在澳大利亚《诊断治疗学》期刊上。

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