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该研究揭示了胆固醇通过与刺突蛋白C端富含半胱氨酸区域相互作用，促进其寡聚化并增强病毒膜锚定，从而驱动SARS-CoV-2膜融合的全新机制，为抗病毒干预提供了潜在靶点。
文献概述
本文《Molecular mechanism of cholesterol-dependent membrane fusion in SARS-CoV-2 entry》，发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志，回顾并总结了SARS-CoV-2刺突蛋白介导的膜融合过程中胆固醇的关键调控作用。研究通过重建体外囊泡-囊泡融合系统、单囊泡成像及细胞融合实验，系统揭示了胆固醇通过特异性结合刺突蛋白C端胞内区富含半胱氨酸区域（CRR），诱导其形成寡聚簇，从而显著增强病毒与宿主膜的锚定效率，进而促进后续膜融合与病毒入侵。该机制为理解冠状病毒进入机制提供了新视角，并提示靶向胆固醇-spike互作可能成为抗病毒策略的新方向。背景知识
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）是一种包膜RNA病毒，其入侵宿主细胞依赖于刺突（spike）糖蛋白与宿主ACE2受体结合，并触发病毒与细胞膜的融合。膜融合是病毒感染的关键步骤，受多种因素调控，其中膜脂质组成尤其是胆固醇，已被广泛报道影响多种包膜病毒的感染过程。胆固醇不仅调节膜的流动性与微结构域（如脂筏）的形成，还可直接参与病毒融合蛋白的构象变化。尽管已有研究表明SARS-CoV-2感染依赖胆固醇，但其具体分子机制尚不清晰，尤其是在全长刺突蛋白的动态组装与膜锚定中的作用。此外，刺突蛋白的C端胞内结构域虽不直接参与受体结合或融合肽插入，但其棕榈酰化修饰可能介导与脂质环境的互作。然而，该结构域是否作为胆固醇感应模块，调控刺突蛋白的空间组织与融合效率，尚未被系统解析。本研究填补了这一空白，通过多尺度实验策略，揭示了胆固醇—刺突CRR互作在病毒入侵中的功能枢纽作用，为开发靶向病毒进入的新型抗病毒手段提供了理论依据。
研究方法与实验
研究团队构建了生理相关的体外囊泡-囊泡融合系统，将纯化的刺突蛋白重组至脂质体（spike-vesicle）模拟病毒膜，同时将ACE2的胞外域重组至另一组含荧光标记SRB的脂质体（ACE2-vesicle）模拟宿主膜。通过检测荧光去淬灭信号评估膜融合效率。结合单囊泡成像技术，进一步解析了胆固醇对囊泡锚定与融合动力学的独立影响。在细胞水平，利用HEK293T细胞表达刺突蛋白与ACE2，建立细胞-细胞融合模型，并通过MβCD或MβCD-CHO调控膜胆固醇水平，评估合胞体形成。SARS-CoV-2假病毒感染实验用于验证胆固醇对病毒侵入的影响。为探究分子机制，采用结构照明显微镜（SIM）观察刺突蛋白在细胞膜上的空间分布，并通过单分子光漂白显微技术分析其寡聚状态。最后，构建C端截短及CRR半胱氨酸突变体，系统评估其在胆固醇依赖性聚集与融合中的功能缺失。关键结论与观点
研究意义与展望
该研究首次系统阐明了胆固醇通过与刺突蛋白CRR区域互作，驱动其寡聚化并增强病毒膜锚定的分子机制，揭示了刺突蛋白C端结构域作为“胆固醇感应模块”的新功能。这一发现拓展了对冠状病毒膜融合机制的认知，强调了病毒利用宿主脂质微环境优化自身入侵效率的策略。
靶向胆固醇-spike互作界面可能成为抑制SARS-CoV-2感染的新型干预手段。例如，开发小分子或肽类抑制剂阻断CRR与胆固醇结合，或调控膜胆固醇分布，可能有效抑制病毒进入。此外，该机制可能适用于其他依赖脂筏或胆固醇的包膜病毒，具有广谱抗病毒潜力。未来研究可进一步解析胆固醇-CRR互作的结构基础，并探索其在病毒变异株中的保守性与适应性变化。
结语
本研究通过整合体外重建系统、单分子成像与细胞功能实验，系统揭示了胆固醇在SARS-CoV-2刺突蛋白介导的膜融合过程中的关键调控作用。研究发现，胆固醇并非仅被动调节膜物理性质，而是通过特异性结合刺突蛋白C端富含半胱氨酸区域（CRR），驱动其形成高阶寡聚簇，从而显著增强病毒膜与宿主膜的锚定效率。这种结构组织上的优化，是提升后续融合效率的关键前提。功能验证表明，破坏CRR棕榈酰化或删除C端结构域，可完全消除胆固醇对膜融合的促进作用。这一机制为理解冠状病毒利用宿主脂质环境优化入侵策略提供了新视角，同时提示靶向胆固醇-spike互作界面可能成为开发广谱抗包膜病毒药物的潜在策略。研究不仅深化了对SARS-CoV-2进入机制的认知，也为抗病毒干预提供了新的分子靶点和理论依据。
