葫芦[7]脲与依诺沙星抗RNA病毒研究

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进入21世纪以来,SARS冠状病毒(SARS Coronavirus,SARS-CoV)、流感病毒(Influenza virus)、埃博拉病毒(Ebola virus,EBOV)、寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)以及新型冠状病毒(SARS-CoV-2)等RNA病毒的集中流行暴发给人类社会的发展造成了巨大影响。临床中针对病毒感染的疾病多以对症药物、核苷酸类似物、人工合成干扰素等广谱性抗病毒药物治疗为主。这些广谱抗病毒药物长期使用容易造成病毒产生耐药性并且药物本身具有较大的副作用。因此我们迫切需要研发以病毒为靶标的特异性抗病毒药物,并在宿主中寻找新的靶标,设计研发新型广谱抗病毒药物。多胺(腐胺、亚精胺和精胺)是细胞中一类由鸟氨酸代谢产生的小分子,与细胞的生长代谢密切相关。近年来多项研究表明多胺通路与RNA病毒复制息息相关。宿主本身可以通过调控精胺水平抑制病毒复制,例如黄病毒感染激发宿主干扰素通路并进一步上调干扰素诱导基因(ISGs)SAT1基因的表达,SAT1蛋白是精胺分解代谢的关键酶,它通过乙酰化精胺促进精胺的降解,从而降低细胞内精胺水平并抑制多种RNA病毒基因组复制和蛋白质翻译。大环分子是近年来超分子化学领域的研究热点,由于其自身具有的空腔结构可以通过非共价结合的方式将多种小分子包裹在内形成“主客体复合物”,在生物医学领域具有广泛的应用前景。葫芦脲是继杯芳烃、冠醚、环糊精后新一代的大环分子,根据基本组成单元甘脲数量n的不同,可以具体命名为葫芦[n]脲。葫芦[7]脲(CB[7])由于空腔大小合适、具有优良的水溶性且毒性较低,在药物递送领域和制剂学领域被广泛研究应用。CB[7]与多种药物在水中形成的复合物能够增强药物的稳定性,减低药物的毒副作用。研究表明,CB[7]在体外与多胺分子具有极强的结合力。本文通过研究发现CB[7]具有广谱抗RNA病毒活性。CB[7]在细胞内螯合精胺分子从而降低细胞内精胺水平发挥抗病毒功能。CB[7]依赖精胺通路发挥抗病毒功能,外源添加精胺导致CB[7]失去抗病毒活性。近年来的多项研究表明,RNAi抗病毒免疫通路在哺乳动物体内保守存在并发挥抗病毒功能。在哺乳动物的干细胞中干扰素表达水平较低,RNAi通路发挥抗病毒免疫功能。在哺乳动物的体细胞中干扰素水平较高并且病毒编码的RNAi抑制子(viral suppressor of RNAi,VSR)抑制宿主的RNAi抗病毒免疫反应,RNAi抗病毒免疫通路无法有效发挥抗病毒作用。最近的研究发现EV-A71的3A蛋白作为病毒编码的VSR蛋白抑制宿主的RNAi抗病毒免疫通路。以此为基础我们设计了多肽ER-DRI抑制3A蛋白的VSR活性从而激活被VSR抑制的RNAi抗病毒免疫通路发挥抗病毒功能。小分子化合物依诺沙星(Enoxacin)具有增强宿主RNAi通路的功能。本文研究表明多肽ER-DRI与Enoxacin联合用药有效抑制A族肠道病毒复制。在哺乳动物体细胞中,ER-DRI抑制病毒的VSR蛋白从而激活宿主的RNAi抗病毒免疫通路,Enoxacin通过增强RNAi通路中TRBP蛋白与EV-A71 vsiRNA的相互作用促使更多vsiRNA加载到RISC复合体中发挥抗病毒功能。Enoxacin与ER-DRI联合用药具有更佳的抗病毒药效。综上所述,本文1)首次以哺乳动物RNAi抗病毒通路为靶标,探究了靶向病毒的药物和针对宿主免疫通路的药物联合用药用于抑制病毒感染;2)首次发现大环分子CB[7]具有广谱抗病毒活性,CB[7]的抗病毒活性依赖细胞的精胺代谢通路而不是传统的抗病毒天然免疫通路。
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