《Cell Rep Med:科学家有望识别出抵御人类新发传染病感染的新型抗病毒药物》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2023-05-06
  • 由于RNA病毒的快速进化,其仍然是引起人类疾病潜在大流行的威胁,增强宿主的抗病毒通路来预防或限制病毒感染是一种非常有前途的策略。近日,一篇发表在国际杂志Cell Reports Medicine上题为“Innate immune pathway modulator screen identifies STING pathway activation as a strategy to inhibit multiple families of arthropod-borne and respiratory viruses”的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究识别出潜在的广谱抗病毒制剂,其能靶向作用对未来流行病构成严重威胁的多个RNA病毒家族;文章中,研究人员检测了通过靶向作用病原体识别受体发挥作用的先天性免疫激动剂文库,结果发现了多种非常有前景的制剂,包括一种对RNA病毒家族成员能表现出潜在抗病毒活性的制剂。

    SARS-CoV-2的流行在全球夺走了近700万人的生命,这就解释了人类社会对新出现病原体的大规模爆发的脆弱;尽管目前研究人员能准确预测什么会引发下一次疾病的大流行,但最近的流行病以及全球的气候变化和RNA基因组的不断进化就表明,虫媒病毒(arboviruses,通过注入蚊子等节肢动物传播的病毒)或许就是首要的候选者,这些病毒包括基孔肯雅病毒、登革热病毒、西尼罗病毒和寨卡病毒等,研究者表示,鉴于其已经表现出的流行潜力,寻找能抵御这些病毒的有效广谱疗法或许就显得尤为重要了,因为其会成为疾病大流行的潜在媒介。

    这项研究中,研究者发现,多种抗病毒药物能在不同程度上抑制这些虫媒病毒的功能,文章中研究人员识别出的最具有潜力和广谱的抗病毒制剂就是环二核苷酸(CDN, cyclic dinucleotide)STING激动剂,其有望诱发机体抵御癌症的免疫防御机制。研究者Arumugaswami说道,单一剂量的STING激动剂cAIMP疗法所诱导的强大宿主抗病毒反应能有效预防并减缓小鼠模型机体中基孔肯雅病毒所引发的病毒性关节炎;这是一种非常有效的疗法,因为被基孔肯雅病毒所感染的个体在最初感染后的几年以及数十年都会遭受病毒性关节炎的困扰。

    研究者Arunachalam Ramaiah说道,在分子水平下,与西尼罗病毒和寨卡病毒相比,基孔肯雅病毒会促进受感染的皮肤细胞(成纤维细胞)出现强大的转录和化学失衡,这就会反映出属于不同家族的病毒在病毒介导的损伤(疾病病理学)机制中可能存在的差异。对宿主细胞中转录改变的研究就能揭示,cAIMP的疗法能将细胞从基孔肯亚病毒诱导的细胞修复、免疫和代谢通路失调的有害影响中拯救出来或逆转过来。

    研究者认为,STING激动剂在抵御节肢动物传播的病毒和呼吸道病毒感染上能表现出广谱的抗病毒活性,这些病毒包括在细胞培养模型中的SARS-CoV-2和肠道病毒D68。下一步研究人员将会开发出广谱的抗病毒疗法,并将其与现有的抗病毒疗法相结合,并在未来呼吸道和虫媒病毒疾病爆发事件发生时随时使用。

    综上,本文研究描述了一种对于RNA病毒复制非常重要的先天性免疫信号回路,并识别出了针对多个大流行潜在RNA病毒家族非常有效的广谱抗病毒药物。

    原始出处:

    Gustavo Garcia Jr,Joseph Ignatius Irudayam,Arjit Vijey Jeyachandran, et al. Innate immune pathway modulator screen identifies STING pathway activation as a strategy to inhibit multiple families of arthropod-borne and respiratory viruses, Cell Reports Medicine (2023). DOI:10.1016/j.xcrm.2023.101024

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/8620e7000710.html
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  • 《PNAS:科学家有望开发出阻断人类拉沙病毒感染的新型疗法》

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    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-07-26
    • 拉沙热(Lassa fever)是一种在西非地区非常常见的病毒性疾病,尽管在严重病例中其死亡率为15%,但在孕妇中的死亡率高达90%,而且拉沙热还会导致四分之一患者失聪,目前并没有疫苗或抗病毒药物来帮助预防拉沙热。近日,一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Proximity interactome analysis of Lassa polymerase reveals eRF3a/GSPT1 as a druggable target for host-directed antivirals”的研究报告中,来自La Jolla免疫研究所等机构的科学家们通过研究揭示了拉沙病毒(Lassa virus)在人类宿主机体中复制的分子机制。 文章中,研究者揭示了一种关键的拉沙病毒蛋白(聚合酶)如何通过操控人类宿主机体的细胞蛋白来驱动感染的发生,相关研究结果或有望帮助开发新型疗法来靶向作用这种相互作用从而治疗拉沙热患者。研究者Jingru Fang说道,目前没有专门针对拉沙病毒的抗病毒药物,这就是为何对于研究人员而言识别出该病毒的潜在可药物作用靶点来抵御病毒感染非常重要的原因了。 拉沙病毒仅能编码四种病毒蛋白,其中名为聚合酶的特殊蛋白能指导病毒基因组的复制及基因表达过程,从而产生病毒需要扩散到新宿主细胞中所需的材料,如果能找到阻断病毒聚合酶的药物或许就能阻断拉沙病毒的感染。随后研究人员通力合作开始搜索能扮演拉沙病毒聚合酶伴侣的宿主细胞蛋白。研究者Fang及其同事对拉沙病毒聚合酶进行了工程化改造来使其携带酶标签,其能利用一种特殊的化学手柄标记到聚合酶相互作用的宿主蛋白上,随后研究者将这些携带化学手柄的宿主蛋白“捞”起来,并利用质谱技术识别能与拉沙病毒聚合酶相互作用的宿主蛋白。 这就好像定义了拉沙病毒的聚合酶社交网络,从而就能帮助研究人员寻找其合作伙伴了,研究人员利用活的拉沙病毒进行了功能性的筛查,结果发现,其中一种宿主蛋白对于拉沙病毒的感染非常重要,在42个能与拉沙病毒聚合酶相互作用的宿主蛋白中,研究人员重点关注了一个可药物靶向作用的靶点,即GSPT1,其与拉沙病毒聚合酶存在物理和功能上的关联,其能促进拉沙病毒的感染。这项研究中,研究人员首次揭示了拉沙病毒聚合酶和宿主细胞蛋白之间的分子交联作用,然而,这也是有史以来科学家们第二次将宿主蛋白GSPT1与病毒感染关联起来的研究,此前在Cell Reports杂志上发表的一篇研究报告中,研究人员发现,在埃博拉病毒感染过程中,病毒的聚合酶能拦截宿主机体的GSPT1蛋白。 如果研究人员能找到一种方法来干扰GSPT1和拉沙病毒聚合酶之间的关联,或者如果能简单地移除GSPT1蛋白,那么或许就有望阻断拉沙病毒的感染。让研究人员惊讶的是,他们关注了一种名为CC-90009的候选药物,其能破坏GSPT1蛋白,目前在临床试验中其正在被作为一种癌症疗法进行相关测试。为了观察是否其能重新定向当前的GSPT1抑制剂来抵御拉沙病毒感染,研究人员在高级别实验室中将CC-90009加入到拉沙病毒感染的人类活细胞中,结果发现,CC-90009疗法能明显抑制拉沙病毒的生长且并不会出现明显的细胞毒性作用。 研究者表示,这种相同的小分子药物作为埃博拉病毒感染的疗法或许是可行的,而且CC-90009还能在埃博拉病毒感染的后期时间点降低病毒的滴度;研究者Fang说道,将这一研究发现转化为治疗干预措施或许仍然需要时间,目前研究人员需要证实CC-90009能抑制病毒感染动物模型中拉沙病毒和埃博拉病毒的复制,但至少他们已经有了一个起点了。综上,本文研究结果揭示了近乎蛋白质组学技术来阐明并描述尚未定义的宿主-病原体之间相互作用组的可行性,这或许就为揭示新的生物学以及寻找新型靶点来开发抵御高致病性RNA病毒感染的抗病毒制制剂。 原始出处: Jingru Fang et al, Proximity interactome analysis of Lassa polymerase reveals eRF3a/GSPT1 as a druggable target for host-directed antivirals, Proceedings of the National Academy of Sciences(2022). DOI: 10.1073/pnas.2201208119 Jingru Fang et al, Functional interactomes of the Ebola virus polymerase identified by proximity proteomics in the context of viral replication, Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110544
  • 《Nat Commun:科学家有望开发出抵御马尔堡病毒感染的新型疗法》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-07-24
    • 马尔堡病毒是埃博拉病毒的近亲,其核蛋白能将单链、反义的病毒基因组RNA(vRNA)包裹形成螺旋NP-RNA复合体,后者能组成负责病毒RNA合成的核衣壳装配的核心结构,尽管核衣壳的形成需要NPs和RNA之间合适的相互作用,但螺旋状装配的结构基础在很大程度上研究人员并不清楚。 近日,一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Structural insight into Marburg virus nucleoprotein–RNA complex formation”的研究报告中,来自日本京都大学等机构的科学家们在马尔堡病毒的研究上又取得了重大进展,相关研究结果表明,未来的药物开发或许基于对病毒核衣壳形成的靶向作用,这或许就会抑制马尔堡病毒的复制能力。 研究者Takeshi Noda说道,在非洲零星和重复爆发的马尔堡和埃博拉病毒往往会引起人类严重的出血热,目前既没有针对马尔堡病毒感染的特殊疗法,也没有可用的预防性疫苗,但本文研究结果或许能大大改进科学家们对该病毒的理解。研究者指出,受感染的细胞中的螺旋状核衣壳是由马尔堡病毒的基因组RNA和核蛋白(NPs)所组成,其结构与埃博拉病毒的结构类似。 尽管病毒复制过程中螺旋状核衣壳组装的具体机制还有待于进一步研究和调查,但如今研究人员已经确定了核心结构中对于核衣壳结构形成非常关键的位点。利用低温电镜技术,研究人员捕捉到了哺乳动物细胞中的螺旋NP-RNA复合体结构,并在近乎原子水平上确定了其三维结构,他们还利用突变分析来识别对基因组转录和复制非常重要的NP氨基酸。 虽然马尔堡病毒和埃博拉病毒的NPs氨基酸序列仅共享了50%的相似性,但其NP-RNA结构的惊人相似性让研究人员觉得非常惊讶。这一研究发现强调了NP-RNA复合体作为马尔堡病毒和其它丝状病毒科病毒感染的疗法靶点的重要性。综上,本文研究结果为理解马尔堡病毒核衣壳的形成提供了一定的结构基础,有望帮助开发抵御马尔堡病毒和埃博拉病毒的新型抗病毒疗法。 原始出处: Fujita-Fujiharu, Y., Sugita, Y., Takamatsu, Y. et al. Structural insight into Marburg virus nucleoprotein–RNA complex formation. Nat Commun 13, 1191 (2022). doi:10.1038/s41467-022-28802-x