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为应对 SARS-CoV-2 感染问题,研究人员探究 Malabaricone C,发现其可抑制 SARS-CoV-2 感染。
Malabaricone C:抗击新冠病毒的新曙光?
自 2019 年末,SARS-CoV-2(严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 型)如风暴般席卷全球,引发的 COVID-19(冠状病毒病 2019)给人类健康和社会经济带来了沉重打击。尽管全球疫情形势逐渐缓和,但在部分地区,新冠病毒新变种仍不断出现,传播风险持续存在,这时刻提醒着人们,这场抗疫之战远未结束。
目前,新冠疫苗和抗病毒药物在抗击疫情中发挥了重要作用,但它们并非完美无缺。RNA 疫苗虽能有效预防感染,却常伴有头痛、皮肤变色、乏力疲劳以及过敏反应等副作用;而抗病毒药物大多还处于研发阶段,已批准使用的药物在疗效和安全性方面也存在诸多限制。例如,瑞德西韦(Remdesivir)虽被用于治疗新冠,但它最初是针对埃博拉病毒研发的,在新冠治疗中的长期效果和安全性仍有待进一步研究。因此,寻找安全有效的抗新冠病毒药物迫在眉睫。
在此背景下,来自日本北海道大学等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们将目光投向了天然产物,期望从大自然中找到抗击新冠病毒的新武器。最终,他们发现从可食用植物中分离出的 Malabaricone C(一种 2,6 - 二羟基苯基酰基酚,存在于肉豆蔻等植物中)具有抑制 SARS-CoV-2 感染的潜力,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。细胞培养技术是基础,通过培养稳定表达 TMPRSS2(跨膜丝氨酸蛋白酶 2)的 Vero E6 细胞和稳定表达 ACE2(血管紧张素转化酶 2)的 HEK293TA 细胞,为后续实验提供了细胞模型。MTT 检测法用于评估细胞活力和病毒抑制效果,通过检测细胞对 MTT(3-(4,5 - 二甲基噻唑 - 2 - 基)-2,5 - 二苯基四氮唑溴盐)的还原能力,来确定药物对细胞的毒性以及对病毒感染的抑制程度。此外,还建立了细胞融合实验,通过观察细胞融合现象来评估药物对 SARS-CoV-2 进入未感染细胞的抑制作用;利用共聚焦显微镜技术结合 EGFP(增强型绿色荧光蛋白)标记的鞘磷脂结合蛋白,研究 Malabaricone C 对细胞膜上鞘磷脂分布的影响。
Malabaricone C 及其衍生物的抗病毒潜力
研究人员首先对银杏酸、Malabaricone C 和 daurichromenic acid(一种从中国传统药用植物兴安杜鹃中分离出的化合物)进行了 MTT 实验,以检测它们对 SARS-CoV-2(WK-521,原始毒株)的抑制活性。结果显示,Malabaricone C 对 SARS-CoV-2 在 Vero E6/TMPRSS2 细胞中的复制表现出潜在的抑制活性,其 EC50 值为 1.5 μM 。随后,为了进一步探究其结构与活性的关系,研究人员对 Malabaricone C 进行了多种化学修饰,包括羰基还原、羟基酯化和醚化等,并合成了不同烷基链长度的衍生物。实验结果表明,部分修饰后的化合物保留了对 SARS-CoV-2 的抑制活性,如酯化和醚化的化合物(3、4、6 和 8),而某些修饰则会降低其活性,这表明 Malabaricone C 的羰基和两个芳香环之间合适的链长对抑制 SARS-CoV-2 复制至关重要。
Malabaricone C 对 SARS-CoV-2 变种的抑制效果
为了探究 Malabaricone C 及其衍生物在人体感染过程中对 SARS-CoV-2 变种的抑制作用,研究人员利用 HEK293TA 细胞,通过 MTT 实验检测了它们对 SARS-CoV-2 的 Alpha(B.1.1.7)、Gamma(P.1)和 Delta(B.1.617.2)变种的抗病毒活性。令人惊喜的是,Malabaricone C 和部分衍生物对这些变种同样表现出强大的抗病毒活性,IC50 值在 1.5 - 2.0 μM 之间,与对原始毒株的抑制效果相当,这意味着 Malabaricone C 及其衍生物有可能成为应对新冠病毒变种的有效药物。
可视化细胞融合实验评估抑制效果
研究人员建立了一种全新的可视化细胞融合实验,用于评估抑制剂对 SARS-CoV-2 进入未感染细胞的抑制作用。实验中,将持续感染 SARS-CoV-2 的细胞与分别表达绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(mCherry)的 HEK293TA 细胞共培养。当细胞发生融合时,会出现黄色的肥大细胞,通过观察黄色荧光细胞的数量和总面积,就可以直观地评估抑制剂的抑制效果。实验结果显示,Malabaricone C 及其衍生物(3 和 6)对细胞融合的抑制作用呈剂量依赖性,且 EC50 值与 MTT 实验结果相似,这表明该实验是一种简单且通用的研究 SARS-CoV-2 介导的细胞融合的工具。
Malabaricone C 对细胞膜鞘磷脂分布的影响
由于鞘磷脂合成酶(SMS)的活性调节与包膜病毒的细胞膜融合密切相关,而脂质筏(富含鞘磷脂簇的细胞膜区域)在包膜病毒感染中起着重要作用。研究人员通过共聚焦显微镜观察发现,用 Malabaricone C 处理 Vero E6 细胞后,与对照相比,EGFP 标记的特异性鞘磷脂结合蛋白 Lysenin 在细胞膜上的荧光强度降低,而另一种结合蛋白 Equinatoxin II 的荧光强度几乎没有变化。这表明 Malabaricone C 可能通过干扰细胞膜上脂质筏的组装,影响了鞘磷脂的分布,从而抑制了 SARS-CoV-2 的进入。
在这场与新冠病毒的漫长斗争中,Malabaricone C 的出现为我们带来了新的希望。研究表明,Malabaricone C 及其衍生物不仅对 SARS-CoV-2 原始毒株具有抑制作用,对多种变种也表现出强大的抗病毒活性,其效果甚至优于部分已获批的抗新冠病毒药物。此外,Malabaricone C 源自可食用植物,安全性较高,有望成为抗病毒药物或疫苗的替代选择,尤其适用于老年人和儿童等特殊人群。然而,目前关于 Malabaricone C 的抗病毒机制尚未完全阐明,仍需要进一步深入研究。未来,研究人员可以基于 Malabaricone C 的结构进行优化,开发出更有效的抗新冠病毒药物,同时开展动物实验和临床试验,验证其在体内的疗效和安全性。相信随着研究的不断深入,Malabaricone C 将在抗击新冠疫情中发挥更大的作用,为全球健康事业做出贡献。
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