鹅不食草倍半萜类化合物抗流感病毒作用机制和构效关系研究

In recent years, the frequent outbreak of highly pathogenic influenza around the world is not only a serious threat to human health, but also bring heavy burden to the state and society. At the same time, the current drugs can't prevent and cantrol influenza effectively. So the development of anti-influenza virus drugs with new mechanisms is a currently urgent need for the virus prevention and control. The small molecule compounds which act on the hemagglutinin protein of the surface of the influenza virus can work in the early infection time, is becoming a research hotspot for the development of new anti-influenza drugs. In our early study, we first found that the supercritical extraction of centipeda minima could inhibit a variety of influenza virus, and the activity of sesquiterpene lactone compounds with a prenyl side chain was significantly stronger than the ones without the side chain; in addition, it is found that the class of compounds worked in its early infection time, and could stop the fusion of virus and host cell, suggesting that they acted on the hemagglutinin protein of the surface of influenza virus. On the basis of the early works, the project plans to further isolate and identify sesquiterpene lactones from centipeda minima, evaluate their antiviral activity, and study the mechanism and structure-activity relationship between the conpounds and hemagglutinin protein. All this will provide a scientific basis for the research and development the new anti-influenza drugs which can act on the hemagglutinin protein.

近年来，高致病性流感频繁爆发、肆虐全球，不仅严重威胁人类健康，而且给国家和社会带来了沉重的负担。同时，现有的药物已开始不能有效防治流感。因此，开发新作用机制的抗流感病毒药物已经成为目前病毒防治的迫切需要。作用于流感病毒表面血凝素蛋白的小分子化合物能够在病毒感染早期发挥作用，正成为新型抗流感药物研制的热点。我们在前期研究中，首次发现鹅不食草的超临界萃取产物对多种流感病毒均有不同程度的抑制作用，其中带有异戊烯侧链的倍半萜内酯类化合物活性明显强于无侧链类化合物；另外，还发现该类化合物是在流感病毒感染早期起作用，阻止了病毒与宿主细胞的融合，推测其作用于流感病毒表面的血凝素蛋白。本项目拟在前期工作基础上，进一步对鹅不食草的倍半萜内酯类成分进行分离和鉴定，评价其抗病毒活性，并研究其与血凝素蛋白的作用机制及构效关系，为研究和开发作用于血凝素蛋白的新型抗流感药物提供科学依据。

近年来，高致病性流感频繁爆发、肆虐全球，不仅严重威胁人类健康，而且给国家和社会带来了沉重的负担。同时，现有的药物已开始不能有效防治流感。因此，开发新作用机制的抗流感病毒药物已经成为目前病毒防治的迫切需要。我们在前期研究中发现鹅不食草的超临界萃取物及其中的倍半萜内酯类化合物对多种流感病毒均有不同程度的抑制作用，故决定对鹅不食草倍半萜内酯类化合物进行进一步的分离富集、结构鉴定和活性评价，研究其抗流感病毒的构效关系和作用机制。首先，从鹅不食草的超临界萃取物中分离鉴定了34个化合物的化学结构，并采用X-ray、CD 和Mosher手性试剂等方法确定了大多数化合物的绝对构型，富集了其中20个化合物的量。采用CPE结合CCK8 法，对化合物进行了体外抗甲型流感病毒活性测试，并分析了其构效关系，发现鹅不食草中的主要成分短叶老颧草素(Brevilin A)的活性最好，并且α, β不饱和酮是该类化合物抗流感病毒活性的重要活性基团。接着，对化合物Brevilin A进行了体外抗流感病毒H1N1作用机制的研究，发现Brevilin A其实主要是影响流感病毒进入细胞后的复制阶段，并没有直接作用于病毒蛋白本身。而且，Brevilin A同时也不影响病毒的复制功能，但能滞留流感病毒RNP复合物于宿主细胞核内。不同于PI3K和CRM1抑制剂滞留vRNPs出核机制，Brevilin A还使M1蛋白也滞留于细胞核内。进一步的研究发现Brevilin A可能是通过抑制ERK的磷酸化，下调核孔蛋白复合物中的相关蛋白Nup53，从而影响流感病毒RNP复合物的出核，最终起到抗流感病毒作用。本项目的研究结果阐明了鹅不食草中具有α, β不饱和酮基团的伪愈创木烷内酯化合物是其抗流感病毒的化学物质基础，明确了鹅不食草倍半萜内酯化合物的抗流感病毒作用机制及构效关系，为研究和开发新型抗流感药物提供了科学依据。