以宿主细胞蛋白为靶点的新型抗卡波西式肉瘤相关病毒(KSHV)药物的基础研究

卡波西氏肉瘤相关病毒（KSHV）是最新鉴定的一种人类肿瘤病毒。由病毒引起的卡波西氏肉瘤是艾滋病患者中最常见，致死率最高的一种恶性肿瘤。特别是伴有口腔粘膜卡波西氏肉瘤者死亡率更高。目前我国对KSHV的研究刚刚起步，对KSHV感染，治病机制及防治等无系统的研究体系，临床上缺乏有效的治疗药物。更鉴于目前我国艾滋病病毒及KSHV的感染率呈上升趋势，对该病毒的研究，特别是研制有效的抗KSHV药物已成为的迫切需要。因此本项目拟开展如下研究：1）在阐明KSHV溶解性复制中宿主细胞蛋白作用机制的基础上，在细胞水平上筛选以宿主细胞蛋白DNA拓扑异构酶（Topo I; Topo II）为靶标的有效抗KSHV药物。2) 完善KSHV感染的动物模型, 利用动物模型进一步筛选具有前景的抗KSHV及抗艾滋病相关恶性肿瘤的药物。该研究将开辟一条以宿主细胞蛋白为靶标的抗KSHV及抗艾滋病相关恶性肿瘤药物开发的新方向。

卡波西氏肉瘤相关疱疹病毒（Kaposi sarcoma associated herpesvirus, KSHV）能引起多种恶性肿瘤，包括卡波西氏肉瘤、原发性渗出性淋巴瘤和多中心Castlemen等疾病，其主要在免疫力低下的个体中发病。KSHV有两种生命周期，潜伏期和裂解期。研究表明：KSHV的裂解复制是导致恶性肿瘤发生发展的先决条件，因此病毒的裂解复制是预防和治疗KSHV感染和相关肿瘤的重要手段。 我们的前期研究发现，病毒在进行裂解复制过程中，不仅需要病毒自身的蛋白，还需要宿主蛋白的参与。本项目的重点是以KSHV病毒裂解复制所依赖的宿主蛋白Topo I、Topo II为靶标，筛选新型抗KSHV的小分子化合物。通过计算机模拟筛选和生物学检测，我们得到了一种全新结构的Topo II的催化抑制剂—Rutamarin。 在细胞水平上，Rutamarin 1.12uM即可高效抑制KSHV的裂解复制，且对正常细胞毒性很小（SI 84.14），显示了较宽的“药物安全窗”。这比起传统市面上销售的TopoII的抑制剂更具优势和竞争力。进一步，我们以Rutamarin为先导化合物，对其结构进行了优化，得到了水溶性明显提高的化合物Rutamarin-3-12， 这极大程度上弥补了Rutamarin水溶性较差、难以应用于活体水平检测的缺陷。由于KSHV的宿主特异性，目前尚无成功的KSHV感染小鼠的模型。为了能在活体水平上进一步筛选所获得的化合物， 我们利用了与KSHV高度同源的γ型小鼠疱疹病毒MHV-68建立了小鼠的疱疹病毒感染模型。利用该动物模型可进行小分子化合物的活体水平评估。我们检测了市场已知的Topo II的催化抑制剂Novobiocin，以及筛选后获得的新型小分子化合物Rutamarin-3-12在活体水平上抑制病毒感染的药效。动物实验数据显示， Rutamarin-3-12在体内抑制病毒复制的药效明显高于Novobiocin，并能有效降低病毒裂解复制造成的机体损伤。 目前正在进一步完善相关的动物实验数据。在达成本项目研究目标的同时，我们还对本项目进行了一些拓展研究，筛选了一批清热解毒类的中草药，从有效抗病毒的中草药中分离出了一批能抑制γ疱疹病毒裂解性复制的小分子化合物单体。 目前我们正在对这些化合物的靶标进行研究，同时这也为后续开发新型抗病毒小分子药物提供了更多的候选化合物。