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为探究迷迭香酸(RA)对伪狂犬病病毒(PRV)的作用,研究发现 RA 可抑制 PRV 感染,激活 cGAS-STING 通路,有潜在治疗意义。
伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus,PRV),作为一种猪 α 疱疹病毒,是个不折不扣的 “养猪业杀手”。它不仅能感染多种动物,尤其对猪的危害极大,一旦猪感染上 PRV,高死亡率让养殖户们损失惨重。尽管 gE-deleted Bartha-K61 疫苗曾有效控制了传统 PRV 毒株,但野生型和突变株的不断涌现,再次让养猪业陷入困境。目前,针对 PRV 感染,有效的抗病毒治疗手段少之又少,这就像在黑暗中找不到出路的人,急需一丝曙光。
在这样的背景下,四川农业大学的研究人员挺身而出,开展了一项关于迷迭香酸(Rosmarinic acid,RA)对 PRV 感染作用的研究。他们的研究成果发表在《BMC Microbiology》上,为 PRV 的治疗带来了新希望。
研究人员为了探索 RA 对 PRV 的影响,采用了多种技术方法。细胞实验方面,利用 PK-15 细胞评估 RA 的细胞毒性及抗 PRV 活性;动物实验上,建立 PRV 感染小鼠模型来评价 RA 的体内抗病毒效果;分子机制研究中,运用分子对接和动力学模拟技术,深入探究 RA 与 cGAS-STING 的结合作用。
下面来看具体的研究结果:
RA 显著抑制 PRV 诱导的 PK-15 细胞病变 :通过 CCK-8 实验评估细胞毒性和抗病毒功效,发现 RA 在浓度低于 6.25μg/mL 时无明显细胞毒性,其对 PK-15 细胞的半数细胞毒性浓度(CC50 )为 26.23μg/mL,半数抑制浓度(IC50 )为 0.84μg/mL,选择性指数(SI)达 31.22,表明 RA 高效低毒。显微镜观察和透射电子显微镜(TEM)结果显示,RA 处理的细胞相比 PRV 感染的细胞,病理变化和超微结构损伤明显减轻。
RA 显著抑制 PRV 吸附、穿透和复制 :时间添加实验表明,RA 虽无明显直接杀病毒活性,但能有效抑制病毒吸附、穿透和复制。生长曲线分析进一步证实了其对 PRV 复制的抑制作用,感染 12 小时后,RA 处理组细胞的病毒基因组拷贝数显著低于 PRV 组。
RA 上调 cGAS-STING 信号通路和抗病毒效应因子 IFN-β :蛋白质免疫印迹实验显示,PRV 感染会降低 cGAS、STING 和 IFN-β 蛋白的表达,抑制 IRF3 的磷酸化,而 RA 处理可逆转这种抑制,增强信号转导,激活抗病毒免疫反应。
RA 抑制 PRV 诱导的炎症和凋亡相关基因的 mRNA 表达 :qRT-PCR 检测发现,与 PRV 组相比,RA 处理显著降低了 PK-15 细胞中炎症细胞因子 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的 mRNA 水平,同时减少促凋亡因子 Caspase-3 和 Bax 的 mRNA 表达,增加抗凋亡因子 Bcl-2 的表达。
RA 提高小鼠存活率并抑制 PRV 复制 :在 PRV 感染小鼠模型实验中,RA 处理显著减轻了小鼠的病毒感染症状,降低死亡率,高剂量组无死亡现象。检测小鼠器官中的病毒基因组拷贝数发现,PRV 在多个组织中复制,而 RA 处理后病毒拷贝数呈剂量依赖性显著降低。
RA 有效抑制 PRV 诱导的炎症和凋亡 :通过 qRT-PCR 和 ELISA 检测小鼠肺组织中炎症和凋亡因子的表达,结果表明 PRV 感染会导致炎症和凋亡因子表达显著升高,而 RA 处理可部分逆转这些变化,有效调节感染小鼠的炎症和凋亡。
RA 激活 cGAS-STING 信号通路 :qRT-PCR 检测感染小鼠肺组织中 cGAS、STING、IRF3 和 IFN-β 基因的表达水平,发现 RA 可有效对抗 PRV 感染对 cGAS-STING 通路的抑制,显著激活该信号通路,增加相关基因的 mRNA 表达,促进有效的抗病毒免疫反应。
综合研究结论和讨论,这项研究充分表明 RA 在体内外均能显著抑制 PRV 的增殖,有效减轻炎症和凋亡,降低感染小鼠的死亡率。RA 通过激活 cGAS-STING 信号通路,增强 IFN-β 的表达,发挥其抗病毒作用。不过,目前研究存在一定局限性,小鼠并非 PRV 的天然宿主,感染模式和临床特征与自然宿主存在差异,且 PRV 的潜伏感染可能影响 RA 的治疗效果。但这一研究依然为 RA 作为抗 PRV 药物的开发提供了有力支持,也为其成为对抗其他 DNA 病毒的广谱抗病毒药物带来了可能,在抗病毒药物研发领域具有重要的意义,有望为未来 PRV 及其他相关病毒感染的治疗开辟新的道路。<【迷迭香酸抗伪狂犬病病毒感染的新突破:激活 cGAS-STING 通路】【为探究迷迭香酸(RA)对伪狂犬病病毒(PRV)的作用,研究发现 RA 可抑制 PRV 感染,激活 cGAS-STING 通路,有潜在治疗意义。】【伪狂犬病病毒 | 迷迭香酸 | 抗病毒活性 | cGAS-STING 通路 | 细胞毒性 | 分子对接 | 动物模型 | 免疫反应 | 炎症 | 凋亡 】【国内】【伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus,PRV),作为一种猪 α 疱疹病毒,是个不折不扣的 “养猪业杀手”。它不仅能感染多种动物,尤其对猪的危害极大,一旦猪感染上 PRV,高死亡率让养殖户们损失惨重。尽管 gE-deleted Bartha-K61 疫苗曾有效控制了传统 PRV 毒株,但野生型和突变株的不断涌现,再次让养猪业陷入困境。目前,针对 PRV 感染,有效的抗病毒治疗手段少之又少,这就像在黑暗中找不到出路的人,急需一丝曙光。
在这样的背景下,四川农业大学的研究人员挺身而出,开展了一项关于迷迭香酸(Rosmarinic acid,RA)对 PRV 感染作用的研究。他们的研究成果发表在《BMC Microbiology》上,为 PRV 的治疗带来了新希望。
研究人员为了探索 RA 对 PRV 的影响,采用了多种技术方法。细胞实验方面,利用 PK-15 细胞评估 RA 的细胞毒性及抗 PRV 活性;动物实验上,建立 PRV 感染小鼠模型来评价 RA 的体内抗病毒效果;分子机制研究中,运用分子对接和动力学模拟技术,深入探究 RA 与 cGAS-STING 的结合作用。
下面来看具体的研究结果:
RA 显著抑制 PRV 诱导的 PK-15 细胞病变 :通过 CCK-8 实验评估细胞毒性和抗病毒功效,发现 RA 在浓度低于 6.25μg/mL 时无明显细胞毒性,其对 PK-15 细胞的半数细胞毒性浓度(CC50 )为 26.23μg/mL,半数抑制浓度(IC50 )为 0.84μg/mL,选择性指数(SI)达 31.22,表明 RA 高效低毒。显微镜观察和透射电子显微镜(TEM)结果显示,RA 处理的细胞相比 PRV 感染的细胞,病理变化和超微结构损伤明显减轻。
RA 显著抑制 PRV 吸附、穿透和复制 :时间添加实验表明,RA 虽无明显直接杀病毒活性,但能有效抑制病毒吸附、穿透和复制。生长曲线分析进一步证实了其对 PRV 复制的抑制作用,感染 12 小时后,RA 处理组细胞的病毒基因组拷贝数显著低于 PRV 组。
RA 上调 cGAS-STING 信号通路和抗病毒效应因子 IFN-β :蛋白质免疫印迹实验显示,PRV 感染会降低 cGAS、STING 和 IFN-β 蛋白的表达,抑制 IRF3 的磷酸化,而 RA 处理可逆转这种抑制,增强信号转导,激活抗病毒免疫反应。
RA 抑制 PRV 诱导的炎症和凋亡相关基因的 mRNA 表达 :qRT-PCR 检测发现,与 PRV 组相比,RA 处理显著降低了 PK-15 细胞中炎症细胞因子 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的 mRNA 水平,同时减少促凋亡因子 Caspase-3 和 Bax 的 mRNA 表达,增加抗凋亡因子 Bcl-2 的表达。
RA 提高小鼠存活率并抑制 PRV 复制 :在 PRV 感染小鼠模型实验中,RA 处理显著减轻了小鼠的病毒感染症状,降低死亡率,高剂量组无死亡现象。检测小鼠器官中的病毒基因组拷贝数发现,PRV 在多个组织中复制,而 RA 处理后病毒拷贝数呈剂量依赖性显著降低。
RA 有效抑制 PRV 诱导的炎症和凋亡 :通过 qRT-PCR 和 ELISA 检测小鼠肺组织中炎症和凋亡因子的表达,结果表明 PRV 感染会导致炎症和凋亡因子表达显著升高,而 RA 处理可部分逆转这些变化,有效调节感染小鼠的炎症和凋亡。
RA 激活 cGAS-STING 信号通路 :qRT-PCR 检测感染小鼠肺组织中 cGAS、STING、IRF3 和 IFN-β 基因的表达水平,发现 RA 可有效对抗 PRV 感染对 cGAS-STING 通路的抑制,显著激活该信号通路,增加相关基因的 mRNA 表达,促进有效的抗病毒免疫反应。
综合研究结论和讨论,这项研究充分表明 RA 在体内外均能显著抑制 PRV 的增殖,有效减轻炎症和凋亡,降低感染小鼠的死亡率。RA 通过激活 cGAS-STING 信号通路,增强 IFN-β 的表达,发挥其抗病毒作用。不过,目前研究存在一定局限性,小鼠并非 PRV 的天然宿主,感染模式和临床特征与自然宿主存在差异,且 PRV 的潜伏感染可能影响 RA 的治疗效果。但这一研究依然为 RA 作为抗 PRV 药物的开发提供了有力支持,也为其成为对抗其他 DNA 病毒的广谱抗病毒药物带来了可能,在抗病毒药物研发领域具有重要的意义,有望为未来 PRV 及其他相关病毒感染的治疗开辟新的道路。
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