黄酮类化合物调节乙肝病毒复制及肝癌进展:穿心莲与黄槿的研究新发现

【字体: 时间:2025年03月09日 来源:BMC Complementary Medicine and Therapies 3.3

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  为解决乙肝治疗难题,研究人员探究穿心莲(AP)和黄槿(TP)抗乙肝病毒特性,发现 AP 潜力大,为治疗提供新思路。

  乙肝病毒(HBV)是一种会在人类和其他高等灵长类动物肝脏细胞中 “搞破坏” 的病毒,它属于嗜肝 DNA 病毒科,其病毒粒子里有个小小的、部分双链的 3.2kb 松弛环状 DNA(rcDNA)基因组。这个基因组进入肝细胞后,会变身成共价闭合环状 DNA(cccDNA),然后像个 “指令工厂”,翻译出多种转录本,进而产生多种蛋白质,这些蛋白质在 HBV 的生命周期里都有着各自的 “任务” 。据世界卫生组织(WHO)2022 年预测,全球约有 2.54 亿人患有慢性乙肝,每年因 HBV 相关疾病死亡的人数约 82 万,在全球死因排名中位居第十。
目前,WHO 批准的抗 HBV 药物主要有干扰素和核苷酸类似物(NA),这些药物虽能抑制病毒,但也有不少 “缺点”。比如,聚乙二醇干扰素会引发流感样症状、骨髓抑制、焦虑抑郁等不良反应,使用时还得严格监控;NA 类药物中的阿德福韦和替诺福韦(TDF)可能有肾毒性,治疗期间需频繁监测肾功能;替比夫定可能导致肌酸激酶水平升高和周围神经病变。所以,寻找更安全有效的抗 HBV 药物迫在眉睫。

来自印度 ICMR 国家传统医学研究所等机构的研究人员 Vishal S. Patil、Darasaguppe R. Harish 等人开展了相关研究,他们的研究成果发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》上。研究表明,穿心莲(AP)具有强大的抗 HBV 活性,有望成为治疗乙肝的新希望,这一发现为乙肝治疗开辟了新的方向。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:一是体外实验,使用人肝癌细胞系 HepG2.2.15 进行细胞毒性、逆转录酶抑制等实验;二是计算研究,包括检索植物化合物、进行同源建模、蛋白质 - 蛋白质对接、配体 - 蛋白质对接和分子动力学模拟等,从分子层面探究化合物与蛋白质的相互作用;三是定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR),用于相对定量细胞内 HBV DNA 和 pgRNA 水平。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 体外药理学研究
    • MTT 实验:通过 MTT 实验评估 AP、TP 和 TDF 对 HepG2.2.15 细胞的细胞毒性。结果显示,AP 的半数细胞毒性浓度(CC50)为 832.915μg/mL,高于 TP 的 593.122μg/mL,表明 AP 的细胞毒性相对较低。但在高浓度下,AP 的细胞毒性明显增加,如 2000μg/mL 时细胞活力仅约 3.6% 。
    • HBsAg 和 HBeAg 的时间进程分析:研究不同时间点(24 - 120h)细胞培养上清液中 HBsAg(病毒感染的血清学标志物)和 HBeAg(活跃 DNA 复制的血清学标志物)的抑制情况。AP500 在 92 和 120h 对 HBsAg 的抑制率约 95%;TP500 在 92h 对 HBsAg 的抑制率超 80% 。对于 HBeAg,AP500 在多个时间点抑制率为 75 - 82%,TP 在较低浓度(125μg/mL)时 24h 抑制率可达约 90% 。而 TDF 对 HBsAg 抑制效果较稳定(75 - 85%),但对 HBeAg 抑制作用有限。
    • HBx - HBXIP 相互作用抑制实验:该实验检测 AP 和 TP 对 HBx 与 HBXIP 相互作用的抑制能力。AP 表现出较强的抑制作用,在 500μg/mL 时抑制率约 72%,IC50小于 62.5μg/mL;TP 抑制作用较弱,500μg/mL 时抑制率仅 31.48%,IC50为 806.69μg/mL。
    • 逆转录酶抑制实验:AP 和 TP 均呈现剂量依赖性的逆转录酶(RT)抑制作用,AP 的 IC50为 304.52μg/mL,TP 为 553.88μg/mL,而 TDF 在 250μM 浓度下未表现出 RT 抑制作用(IC50>250μM)。
    • 细胞内 HBV DNA 和 pgRNA 的相对定量:利用 qRT-PCR 检测发现,AP 和 TP 在不同浓度下能显著降低细胞内 HBV DNA 水平,如 AP 125 - 500μg/mL 可使 HBV DNA 降低 25倍,但对 pgRNA 水平影响较小。TDF 在一定浓度下也能降低 HBV DNA,但对 pgRNA 影响不明显。

  2. 计算药理学研究
    • HBx 和 HBXIP 蛋白的同源建模:由于目前 HBx 的 X 射线晶体结构尚未在 RCSB PDB 数据库中获得,研究人员通过 RaptorX 服务器和 SWISS - MODEL 服务器分别对 HBx 和 HBXIP 进行同源建模,并使用 ERRAT 服务器验证模型质量,结果显示 HBx 和 HBXIP 模型质量良好。
    • 蛋白质 - 蛋白质对接:通过 HADDOCK 2.4 进行 HBx 和 HBXIP 的蛋白质 - 蛋白质对接,发现二者形成的蛋白复合物具有较强的相互作用,关键氨基酸残基在其中发挥重要作用。
    • 配体 - 蛋白质对接:对来自 AP 和 TP 的化合物与 HBx 进行配体 - 蛋白质对接,发现如 Andrographidine C 等化合物与 HBx 具有较强的结合能力,能形成多个氢键和疏水相互作用。
    • 分子动力学模拟:对 HBx - HBXIP 复合物以及 Andrographidine C 与 HBx 的复合物进行分子动力学模拟,结果表明这些复合物在 100ns 的模拟过程中保持稳定,进一步验证了化合物与蛋白质相互作用的稳定性。


综合上述研究,AP 在抗 HBV 方面展现出诸多优势,其较低的 CC50表明毒性相对较低,同时对 HBsAg、HBeAg、HBx - HBXIP 相互作用以及 HBV DNA 和 pgRNA 水平都有显著的抑制作用。TP 虽然在部分实验中效果稍逊于 AP,但在抑制 HBeAg 和 HBV DNA 方面也有不错的表现。计算和分子动力学研究从分子层面揭示了化合物与蛋白质的相互作用机制,为 AP 和 TP 中特定化合物(如 Andrographidine C 等黄酮类化合物)作为抗 HBV 药物的开发提供了理论依据。不过,目前的研究仍处于初步阶段,未来还需进一步开展体内研究和临床试验,验证这些天然化合物的治疗效果,同时探索 AP、TP 与传统抗病毒药物联合治疗的可能性,以提高乙肝治疗的整体疗效,降低耐药风险。
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