在2024年的今天，冠状病毒（coronavirus）这一名称已成为全球的关注焦点。从SARS到MERS，再到目前的COVID-19，冠状病毒家族凭借其强大的变异能力及广泛的宿主范围，不断对人类的健康防线提出挑战。然而，由于缺乏有效的感染模型，许多冠状病毒的相关研究和疫苗开发进度缓慢。本文将介绍一项革命性研究成果——定制化冠状病毒受体（CVRs），为冠状病毒的研究打开了新大门。

冠状病毒所带来的挑战

冠状病毒以其多样化的受体和复杂的感染机制给科学家们带来了巨大的挑战。传统的研究方法依赖于已知的受体及感染模型，但对于那些尚未明确受体的冠状病毒，这种方法显得无能为力。此外，冠状病毒快速的变异能力，使得其研究与防控工作变得愈发困难。

定制化冠状病毒受体的诞生

在此背景下，2024年10月30日，武汉大学生命科学学院严欢团队的刘鹏等人在《Nature》上发表了一项突破性研究——“定制化冠状病毒受体设计”。该研究提出了一种新的策略，通过工程化手段设计出能够模拟天然受体功能的定制化冠状病毒受体（CVRs）。研究表明，CVR策略在构建非依赖于天然受体的感染模型方面具有极大潜力，为缺乏已知靶细胞的病毒研究提供了工具。

定制化受体的设计原理

CVRs的设计灵感来源于“乐高积木”的模块化设计思路，通过构建人工受体框架（ARSs）和特定的病毒结合域（VBDs）实现冠状病毒的特异性识别和结合。此设计不仅能够模拟天然受体的功能，还可根据研究需要进行调整和优化，以适应不同的研究环境。

关键因素的发现

研究团队通过一系列实验，确定了CVRs模仿天然受体功能的关键因素。研究者们创建了四个hACE2嵌合蛋白，通过逐步替换ACE2的特定区域，成功证明了这些嵌合蛋白能有效支持病毒感染，并且这种能力与所替换区域的长度呈现递减趋势。通过这一研究，确定了影响CVRs功能性的几个关键因素，包括VBD与刺突蛋白的结合亲和力、CVRs在细胞表面的表达水平及其诱导刺突蛋白构象变化的能力。

实验验证

研究者成功为来自6个不同亚属的12种冠状病毒设计功能性CVRs，大部分冠状病毒不具备已知受体。通过生物层干涉法（BLI），研究团队测定了所选纳米抗体与各种冠状病毒抗原的结合动力学。为评估CVRs对多轮病毒繁殖的支持，研究者设计了包含HKU3或HKU5刺突蛋白的重组病毒。实验结果表明，即使在没有VSV-G的情况下，CVRs表达的细胞依然能够支持病毒的进入和传播，证明了CVRs策略在非依赖于天然受体的感染模型中具备潜力。

CVRs的应用前景

定制化冠状病毒受体（CVRs）的研究成果为我们在冠状病毒研究的新领域提供了强有力的工具。它将加速疫苗研发，帮助研究人员在缺乏天然受体的情况下评估疫苗候选物的中和能力，提高疫苗开发的成功率。此外，CVRs也将用于抗病毒药物的筛选和评估，特别是对那些在传统细胞模型中难以研究的病毒。这为临床治疗提供了更加科学的依据。

总之，定制化冠状病毒受体（CVRs）不仅为研究冠状病毒打开了前所未有的视野，还为全球公共卫生安全提供了新的保障，并为潜在冠状病毒疫情的应对奠定了基础。随着科研的不断深入，我们相信CVRs将在未来的冠状病毒防控中发挥越来越重要的作用。

在此研究中，研究人员选用了XPJ的HieffClone®系列克隆试剂盒，用于构建表达载体，从而顺利完成了I型跨膜CVRs的质粒构建，增强了实验的有效性与可靠性。