一种靶向丙型肝炎病毒入侵的天然药物单体的抗病毒机制研究

Refractory infection of hepatitis C virus (HCV) is resistant to pegylated interferon alfa in combination with ribavirin. Although protease inhibitors are added in the the current standard of care, 50% of the patients fail to have response. Therefore, it is of great necessity to find out new antiviral medicine targeting different steps of HCV life cycle. Our group has screened anti-HCV natural products from hundreds of plants by previously establised HCV double-reporter systems. We have isolated a lactone compound, trachelogenin, and demonstrated its anti-HCV activity. Previous work suggests that trachelogenin showed strong anti-HCV activity, blocking HCV cell entry and influencing virus infection significantly (IC50 of trachelogenin was 0.28μg/ml). Trachelogenin with distinct targets from other antivial drugs has been applied for the state invention patent (patent number:201310023924.9). Based on the previous work, our project aims to pinpoint the exact step of trachelogenin on HCV cell entry, using the existing HCV cell models in vitro and infectious animal models(Tupaia). We will further elucidate the molecular and cellular machanisms on its antiviral activity from three aspects of virus, host cell and virus-cell interaciton. Our project will provide theoretical foundation and experimental base for development of innovative anti-HCV drugs with self-intellectual property rights.

难治性丙型肝炎病毒（HCV）感染对干扰素联合利巴韦林治疗不敏感，加用蛋白酶抑制剂后，仍有50%患者无应答，迫切需要寻求靶向丙型肝炎病毒生命周期的不同阶段的新型抗病毒药物。本课题组前期构建了HCV双报告子体外培养体系，并利用其筛选了几百个天然化合物，发现中药络石藤中分离到一种木脂类化合物-络石藤苷元具有非常强的抗HCV活性（IC50=0.28μg/ml）；发现络石藤苷元可阻断病毒侵入靶细胞，其作用靶点与目前所有抗HCV药物均不相同。已申请国家发明专利（专利申请号：201310023924.9）。本课题拟在上述基础上，利用我们已有的HCV体外细胞模型和树鼩感染动物模型，精确定位络石藤苷元靶向HCV入侵的关键环节，从病毒配体、宿主细胞受体以及病毒/受体互作三个层面，阐明其抗HCV作用的分子和细胞机制。为寻找和开发具有自主知识产权的新型抗丙型肝炎药物提供重要科学依据。

尽管针对丙型肝炎病毒（HCV）治疗的抗病毒药物已经在近几年取得了许多进展，我们仍需具有更高疗效，且价格适宜的优化治疗药物。本课题组前期通过HCV体外感染筛选平台发现了具有显著抑制HCV入侵作用的，源自传统中草药的木脂素类化合物络石藤苷元（trachelogenin， TGN）。针对HCV入侵的各个阶段，包括病毒的结合、与入侵受体的相互作用等进行了检测，我们对化合物的抗病毒靶点进行了精确定位，阐明了其作用机制。. 研究结果显示，TGN在不同HCV基因型中都有明显的抑制效果，提示该化合物的抗病毒活性并无基因特异性。同时它也能抑制病毒入侵原代人肝细胞，这些结果都增加了络石藤苷元的临床应用性。进一步的机制研究结果提示，TGN对HCV入侵后的过程包括复制、组装、释放皆无影响。其作用的阶段主要位于病毒结合后的步骤。HCV的入侵与靶细胞表面的入侵受体密切相关。因此，我们通过相应的机制研究实验，用以明确TGN对病毒与入侵受体相互作用的影响。流式细胞术和免疫共沉淀的实验结果显示，该化合物主要通过结合入侵关键受体CD81的大胞外环（large extracellular loop, LEL）抑制病毒感染，后者是HCV E2蛋白结合的关键区域。分子模拟分析也提示CD81 LEL上的若干氨基酸位点可与TGN形成稳定氢键，干扰病毒E2蛋白与CD81的正常相互作用，从而抑制病毒入侵。. 整个项目从最初的实验设计、到研究的实施、到对实验结果的分析，使我们对TGN抗HCV作用靶点与机制有了深入认识，也为研制出新型有效的抗HCV药物提供了助力。