在新冠疫情暴发之初，科学家们就迅速确定了，新冠病毒（SARS-CoV-2）通过其刺突蛋白（S蛋白）与人体细胞表面的ACE2蛋白结合，来进入细胞并造成感染。
新冠病毒往往是通过呼吸系统感染，因此被许多人认为是一种呼吸系统疾病，但果真如此吗？
2021年4月30日，西安交通大学第一附属医院袁祖贻、美国加州大学圣地亚哥分校John Y-J. Shyy等人领导的研究团队在Circulation Research期刊发表了题为：SARS-CoV-2 Spike Protein Impairs Endothelial Function via Downregulation of ACE 2 的研究论文。
该研究表明，新冠病毒的刺突蛋白（S蛋白）并不仅仅是帮助其入侵细胞，而且还会通过下调ACE2，损害内皮功能。这是首次证实仅刺突蛋白（S蛋白）本身足以引起疾病。
这项研究还表明，COVID-19其实是一种血管疾病，准确地证明了SARS-CoV-2病毒如何在细胞水平上损害和攻击血管系统。这些发现有助于解释COVID-19的各种看似无关的并发症，并可能为开发更有效的治疗方法打开大门。
研究团队表示，很多人认为COVID-19是呼吸系统疾病，但实际上它是血管疾病，这也解释了为什么有些患者会中风，以及为什么有些人在身体的其他部位也会出现问题，这些部位之间的共同点是它们都具有血管基础。
之前，已经开始有不少研究认为新冠病毒会影响血管系统，但具体的作用方式尚不明确。同样，研究新冠病毒的科学家也怀疑新冠病毒的刺突蛋白（S蛋白）会损害血管内皮细胞。而这项研究提供了明确的证据，并详细揭示了刺突蛋白（S蛋白）损害血管系统的机制。
在这项研究中，研究人员首先构建了新冠假病毒，这种假病毒被新冠刺突蛋白（S蛋白）包围，但不包含任何实际的新冠病毒。感染这种假病毒的动物模型的肺部和动脉受损，表明仅刺突蛋白（S蛋白）足以引起疾病，组织样本检测显示肺动脉壁内层的内皮细胞发炎。
然后，研究团队在实验室中重复了这一过程，使健康的内皮细胞暴露于刺突蛋白（S蛋白），结果表明，刺突蛋白（S蛋白）通过结合ACE2蛋白对细胞产生了破坏。这种结合破坏了ACE2与线粒体的分子信号传导，从而导致线粒体受到破坏和碎片化。
血管内皮细胞（左）和用S蛋白处理的血管内皮细胞（右），S蛋白引起血管细胞线粒体碎片增多
之前的研究已经发现，当细胞暴露于新冠病毒时具有类似的作用，但这项研究首次证实，当细胞仅仅暴露于刺突蛋白（S蛋白）时也会发生类似损伤。
研究团队表示，即使去除新冠病毒的复制能力，仅凭其刺突蛋白（S蛋白）与ACE2受体结合的能力，就足以对血管细胞产生重大破坏作用。对新冠病毒突变体的刺突蛋白（S蛋白）的进一步研究也将为新冠病毒突变体的感染性和严重性提供新的见解。
此外，研究团队还表示，接下来希望进一步研究破坏的ACE2蛋白导致线粒体损伤和变形的机制。
论文链接：
https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.121.318902