靶向病毒NA蛋白和EGFR通路的岩藻聚糖硫酸酯抗甲型流感病毒作用研究

Neuraminidase (NA) of influenza A virus (IAV), which is an important anti-IAV target for drug design, plays a key role in the infection process of influenza virus. Our previous studies showed that fucoidan sulfate KW from Kjellmaniella crassifolia possessed significant anti-IAV effect in vitro and in vivo, and had good NA binding activity and inhibition effect on the activity of NA. KW could also inhibit the activation of EGFR signaling pathway associated with IAV infection. Therefore, KW may exert its anti-IAV actions by inhibiting the activity of NA and the activation of EGFR pathway. On that basis, the project intends to explore the basic active unit of fucoidan sulfate KW to suppress the viral entry process by using carbohydrate microarray and SPR techniques; To investigate the interaction modes between NA protein and KW by using the techniques of protein mutation combined with sugar chips；To study the inhibition effect of KW on EGFR signaling pathway related to IAV invasion by Western blot and immunofluorescence techniques , and identify the molecular targets of KW. The results can not only elucidate the molecular mechanisms of anti-IAV actions of fucoidan sulfate KW, but also reveal the relationships among KW, NA protein and.EGFR signaling pathway, thus providing a theoretical reference for the development of novel anti-IAV drugs targeting viral invasion process.

甲型流感病毒（IAV）的神经氨酸酶NA蛋白在流感病毒感染过程中发挥着重要的作用，是抗IAV药物设计的重要靶点。项目组前期研究发现来源于厚叶切氏海带的岩藻聚糖硫酸酯KW具有显著的体内外抗IAV活性，而且具有很好的NA抑制活性和NA结合活性。KW还可抑制IAV侵染相关的EGFR通路的活化。因此，KW可能通过抑制NA活性和EGFR通路的活化来发挥其抗IAV作用。本项目拟在前期基础上，利用糖芯片和SPR等技术探究KW抗IAV侵入作用的基本活性单元；利用蛋白突变结合糖芯片等技术探讨KW与NA蛋白的相互作用模式；利用Western blot和免疫荧光等技术探究KW对IAV侵入相关的EGFR通路的抑制作用, 并鉴定其作用靶点。本项目成果不仅可阐明岩藻聚糖硫酸酯KW抗IAV作用机制，还能够揭示KW与NA蛋白和EGFR通路之间的关系，从而为靶向病毒侵入过程的新型抗IAV药物研发提供理论参考。

甲型流感病毒（IAV）的神经氨酸酶NA蛋白在流感病毒感染过程中发挥着重要的作用，是抗IAV药物设计的重要靶点。项目组前期研究发现来源于厚叶切氏海带的岩藻聚糖硫酸酯KW具有显著的体内外抗IAV活性，而且具有很好的NA抑制活性和NA结合活性。KW还可抑制IAV侵染相关的EGFR通路的活化。因此，我们推断KW可能通过抑制NA活性和EGFR通路的活化来发挥其抗IAV作用。本项目成功地利用抗IAV的分子，细胞和动物模型研究了褐藻来源的硫酸多糖KW抗IAV作用。结果发现KW具有显著的体外抗甲型流感病毒作用且毒性很小。KW的抗IAV作用具有广谱性，且不易产生耐药性，效果优于金刚烷胺和奥司他韦。研究还发现KW能够专一性地结合病毒NA蛋白进而特异性抑制其水解细胞表面唾液酸，阻止病毒的逃逸。KW 能抑制宿主细胞对病毒颗粒的内吞，并干扰EGFR及其下游信号通路PKCα，NF-κB和Akt的激活。低剂量的KW滴鼻给药还能显著提高病毒感染小鼠存活率，降低肺病毒滴度，减轻肺部病变症状，效果与奥司他韦相当。糖芯片分析表明KW能够特异性地结合流感病毒的NA蛋白，且寡糖片段长度影响其结合活性。构效关系研究发现硫酸根的数量和取代位置都与岩藻聚糖硫酸酯抗IAV作用密切相关。因此，KW主要是通过靶向病毒神经氨酸酶和宿主EGFR通路来抑制病毒的入侵和释放过程。总之，这些研究成果不仅为海洋糖类来源的天然抗IAV药物的研发提供参考，还可为靶向宿主EGFR信号通路的新型抗IAV治疗提供借鉴。