CN111991414A - 一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途 - Google Patents
一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111991414A CN111991414A CN202010751281.XA CN202010751281A CN111991414A CN 111991414 A CN111991414 A CN 111991414A CN 202010751281 A CN202010751281 A CN 202010751281A CN 111991414 A CN111991414 A CN 111991414A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cov
- sars
- rbd
- ace2
- chitosamine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 206010035664 Pneumonia Diseases 0.000 title claims abstract description 20
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 title claims abstract description 15
- 230000009385 viral infection Effects 0.000 title claims abstract description 9
- MSWZFWKMSRAUBD-QZABAPFNSA-N beta-D-glucosamine Chemical compound N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-QZABAPFNSA-N 0.000 title claims description 8
- 108090000975 Angiotensin-converting enzyme 2 Proteins 0.000 claims abstract description 110
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 102000053723 Angiotensin-converting enzyme 2 Human genes 0.000 claims abstract 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 30
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 claims description 21
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 claims description 21
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 17
- 241001678559 COVID-19 virus Species 0.000 claims description 15
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims description 12
- 102000043279 ADAM17 Human genes 0.000 claims description 11
- 108091007505 ADAM17 Proteins 0.000 claims description 11
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 10
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 7
- 241000700605 Viruses Species 0.000 claims description 5
- 208000001860 Eye Infections Diseases 0.000 claims description 3
- 206010024971 Lower respiratory tract infections Diseases 0.000 claims description 3
- 206010057190 Respiratory tract infections Diseases 0.000 claims description 3
- 206010046306 Upper respiratory tract infection Diseases 0.000 claims description 3
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 claims description 3
- 208000011323 eye infectious disease Diseases 0.000 claims description 3
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000003928 nasal cavity Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 210000003800 pharynx Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 229940100688 oral solution Drugs 0.000 claims 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 claims 1
- 102100035765 Angiotensin-converting enzyme 2 Human genes 0.000 description 96
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 63
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 10
- UUUHXMGGBIUAPW-UHFFFAOYSA-N 1-[1-[2-[[5-amino-2-[[1-[5-(diaminomethylideneamino)-2-[[1-[3-(1h-indol-3-yl)-2-[(5-oxopyrrolidine-2-carbonyl)amino]propanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]pentanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-3-methylpentanoyl]pyrrolidine-2-carbon Chemical compound C1CCC(C(=O)N2C(CCC2)C(O)=O)N1C(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C1CCCN1C(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C1CCCN1C(=O)C(CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)NC(=O)C1CCC(=O)N1 UUUHXMGGBIUAPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 102100030988 Angiotensin-converting enzyme Human genes 0.000 description 8
- 108090000882 Peptidyl-Dipeptidase A Proteins 0.000 description 8
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 8
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 8
- 238000010166 immunofluorescence Methods 0.000 description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 6
- MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose Chemical compound N[C@H]1C(O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 0.000 description 4
- 241000315672 SARS coronavirus Species 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000008045 co-localization Effects 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 4
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 4
- FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 4',6-Diamino-2-phenylindol Chemical compound C1=CC(C(=N)N)=CC=C1C1=CC2=CC=C(C(N)=N)C=C2N1 FWBHETKCLVMNFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 3
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 3
- 230000003276 anti-hypertensive effect Effects 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000001426 native polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 3
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 2
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 101100378094 Mus musculus Ace2 gene Proteins 0.000 description 1
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 1
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 229940096437 Protein S Drugs 0.000 description 1
- 101000629313 Severe acute respiratory syndrome coronavirus Spike glycoprotein Proteins 0.000 description 1
- 101710198474 Spike protein Proteins 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 1
- 229920001448 anionic polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 210000003238 esophagus Anatomy 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 210000002216 heart Anatomy 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 210000003405 ileum Anatomy 0.000 description 1
- 238000010185 immunofluorescence analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 231100000516 lung damage Toxicity 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000008816 organ damage Effects 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 235000019833 protease Nutrition 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 210000001550 testis Anatomy 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003932 urinary bladder Anatomy 0.000 description 1
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 1
- 230000004572 zinc-binding Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- A61K31/716—Glucans
- A61K31/722—Chitin, chitosan
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0043—Nose
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0048—Eye, e.g. artificial tears
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0053—Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0053—Mouth and digestive tract, i.e. intraoral and peroral administration
- A61K9/0056—Mouth soluble or dispersible forms; Suckable, eatable, chewable coherent forms; Forms rapidly disintegrating in the mouth; Lozenges; Lollipops; Bite capsules; Baked products; Baits or other oral forms for animals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0087—Galenical forms not covered by A61K9/02 - A61K9/7023
- A61K9/0095—Drinks; Beverages; Syrups; Compositions for reconstitution thereof, e.g. powders or tablets to be dispersed in a glass of water; Veterinary drenches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/08—Solutions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P27/00—Drugs for disorders of the senses
- A61P27/02—Ophthalmic agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/12—Antivirals
- A61P31/14—Antivirals for RNA viruses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Virology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Oncology (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种β‑壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途，其特征在于：(1)0.05～1％的β‑壳糖胺能结合易感染细胞受体ACE2，并且结合物不再与SARS‑CoV‑2S‑RBD结合；(2)0.05～1％的β‑壳糖胺具有类似抗体的功能，能够中和SARS‑CoV‑2S‑RBD；(3)0.05～1％的β‑壳糖胺却具备抑制炎症信号通路激活功能；(4)0.05～1％的β‑壳糖胺能够阻止ACE2与SARS‑CoV‑2S‑RBD结合内化降解，同时抑制因SARS‑CoV‑2S‑RBD引发的炎症信号。本发明有效预防和治疗新冠肺炎。
Description
技术领域
本发明属于天然活性多糖抗病毒应用领域，涉及一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途。
背景技术
研究一种有效预防和治疗新冠肺炎产品成为全球最为紧迫工作。
目前对于新冠肺炎治疗的研究主要集中于疫苗、抗体以及便捷的新冠肺炎病毒检测方法等，但仍没有特别有效便捷的治疗药物。多项研究表明，SARS-CoV-2与SARS-CoV 使用相同受体——血管紧张素转换酶2(ACE2)进入宿主细胞，二者有相似的发病机制，即病毒与ACE2结合后诱导细胞内吞，导致ACE2降解耗竭，AngⅡ水平显著升高，最终出现炎症因子风暴和多脏器损害。很快，表达ACE2的组织器官引发关注和研究，揭示了肺、心脏、肾、食道、回肠、结肠、膀胱、睾丸均有高表达ACE2，从而推测SARS-CoV-2 很可能通过与这些ACE2阳性细胞结合，入侵并损伤患者的相关组织。周强等研究证明 SARS-CoV-2S刺突蛋白受体结合区域(SARS-CoV-2S-RBD)可通过极性氨基酸残基与ACE2 的胞外肽酶结构域(peptidasedomain)锚定在一起。Daniel Wrapp等研究表明 SARS-CoV-2S结合细胞上的ACE2受体的亲和力比SARS-CoV S高10-20倍，进一步揭示新冠病毒传染性和致病率高于SARS病毒的原因。由此可见，探寻SARS-CoV-2S与ACE2 结合的阻断药物成为防控COVID-19最为重要的策略。
人体中的ACE2与ACE(血管紧张素转换酶)有着密切的关联，研究发现二者基因源于同一祖先。有研究发现壳糖胺通过与ACE活性中心结合从而抑制ACE活性实现降压效果。壳糖胺具有很好的生物降解性，生物兼容性，生物活性，能与阴离子聚合电解质形成聚电解质复合物，因其对人体没有毒副作用，目前已成为抗高血压功能食品和辅助药物研究热点之一。通过计算机模拟对比ACE和ACE2结构(PDB ID分别为1o8a和1r42) 发现，二者活性结构基本相同，均为一个氨基酸序列为HEMGH的锌结合区，暗示壳糖胺具有结合ACE2的可能，倘若该结合又能阻止SARS-CoV-2结合且保持抗高血压作用，结果将具有重大的科学意义！
壳糖胺(Chitosan)是甲壳素脱乙酰产物，其化学名称为β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-吡喃葡聚糖，因其分子结构的不同，分为α、β、γ三种类型。正常情况下壳糖胺酸性溶解，pH＞7即沉淀，因此很大程度限制其在生理环境下细胞和动物的应用。β- 壳糖胺比α-壳糖胺具有较弱的分子内和分子间氢键作用力，以及更高的溶解度和生物活性，因此，本发明针对SARS-CoV-2S-RBD与ACE2的结构特异性，利用β-壳糖胺阻断 SARS-CoV-2S-RBD与ACE2的结合，开发一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的方法，可为新冠病毒防控提供新策略。
发明内容
本发明提供一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途，其目的在于，有效预防和治疗新冠肺炎。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途，其特征在于：
(1)0.05～1％的β-壳糖胺能结合易感染细胞受体ACE2，并且结合物不再与 SARS-CoV-2S-RBD结合，从而阻断SARS-CoV-2S-RBD对ACE2的结合；
(2)0.05～1％的β-壳糖胺具有类似抗体的功能，能够中和SARS-CoV-2S-RBD，从而有效阻断SARS-CoV-2S与ACE2的结合；
(3)SARS-CoV-2S-RBD能激活相关的炎症信号通路，进而引发炎症，但0.05～1％的β-壳糖胺却具备抑制炎症信号通路激活功能；
(4)0.05～1％的β-壳糖胺通过能够激活ADAM17活性，增强切割ACE2具有催化AngII 降解活性的胞外域，并释放到细胞外环境中，从而阻止ACE2与SARS-CoV-2S-RBD结合内化降解，同时抑制因SARS-CoV-2S-RBD引发的炎症信号。
本发明证明了0.05～1％的β-壳糖胺对阻断SARS-CoV-2S-RBD/ACE2结合和抑制炎症具有显著的预防和治疗效果，说明β-壳糖胺对人类抗SARS-CoV-2具有重大研究价值与应用前景。
0.05～1％的β-壳糖胺能结合易感染细胞受体ACE2，并且结合物不再与 SARS-CoV-2S-RBD结合，从而阻断SARS-CoV-2S-RBD对ACE2的结合，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的感染。
0.05～1％的β-壳糖胺具有中和SARS-CoV-2S-RBD的功效，并且结合物不再与ACE2结合，从而有效阻断SARS-CoV-2S与ACE2的结合，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的感染。
SARS-CoV-2S-RBD能激活相关的炎症信号通路，进而引发炎症，但0.05～1％的β-壳糖胺却具备抑制炎症信号通路激活功能，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的炎症。
0.05～1％的β-壳糖胺通过能够激活金属蛋白酶ADAM17活性，增强切割ACE2具有催化Ang II降解活性的胞外域，并释放到细胞外环境中，从而阻止ACE2与 SARS-CoV-2S-RBD结合内化降解，同时抑制因SARS-CoV-2S-RBD引发的炎症信号。
0.05～1％的β-壳糖胺用于预防和治疗下列感染：
1)上呼吸道感染；
2)下呼吸道感染；
3)眼部感染。
0.05～1％的β-壳糖胺用作一种溶液，以喷剂的产品形式向鼻腔、口腔、咽喉或眼睛给药，也可以口服液形式口服使用。
本发明针对SARS-CoV-2S-RBD与ACE2的结构特异性，利用β-壳糖胺阻断 SARS-CoV-2S与ACE2的结合，开发一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的方法，可为新冠病毒防控提供新策略。
本发明的有益之处在于：
本发明结合分子作用模型，细胞模型和动物模型，证明0.05～1％的β-壳糖胺(以下提及的β-壳糖胺均为此浓度范围)能结合易感染细胞受体ACE2，阻断SARS-CoV-2S-RBD对ACE2的结合；β-壳糖胺能够中和SARS-CoV-2S-RBD，从而有效阻断SARS-CoV-2S与ACE2的结合；SARS-CoV-2S-RBD能激活炎症信号通路，引发炎症，而β-壳糖胺具备抑制炎症信号通路激活功能；β-壳糖胺能通过激活ADAM17活性，增强切割ACE2具有催化Ang II降解活性的胞外域，并释放到细胞外环境中，从而阻止ACE2 与SARS-CoV-2S-RBD结合内化降解，同时抑制因SARS-CoV-2S-RBD引发的炎症信号。说明β-壳糖胺对阻断SARS-CoV-2S-RBD/hACE2结合和抑制炎症具有显著的预防和治疗效果，提示了β-壳糖胺对人类抗SARS-CoV-2具有重大研究价值与应用前景。
附图说明
图1是β-chitosan抗SARS-CoV-2-S-RBD/ACE结合的体外分子作用模型的 Native-PAGE和HPLC分析图谱；
图中：A、为验证β-chitosan与ACE2结合物是否还能与SARS-CoV-2S-RBD结合，在ACE2相对β-chitosan过量情况下，分别取1μg ACE2与2μg、4μg和8μg β-chitosan混匀，37℃孵育20min，再分别加入1μg SARS-CoV-2S-RBD再次共孵育。 B、Native-PAGE分析结：(1).β-chitosan；(2).ACE2；(3).ACE2+β-chitosan； (4).SARS-CoV-2S-RBD；(5).SARS-CoV-2S-RBD+β-chitosan；(6). ACE2+SARS-CoV-2S-RBD；(7).(ACE2+SARS-CoV-2S-RBD)+β-chitosan；(8).(ACE2 +2μgβ-chitosan)+SARS-CoV-2S-RBD；(9).(ACE2+4μgβ-chitosan)+SARS-CoV-2S-RBD；(10).(ACE2+8μgβ-chitosan)+SARS-CoV-2S-RBD。C：灰度分析。D、HPLC分析：(1).ACE2；(2).SARS-CoV-2S-RBD；(3).β-chitosan；(4) ACE2+SARS-CoV-2S-RBD；(5).ACE2+β-chitosan；(6).SARS-CoV-2S-RBD+ β-chitosan；(7).(ACE2+SARS-CoV-2S-RBD)+β-chitosan；(8). (ACE2+β-chitosan)+SARS-CoV-2S-RBD；
图2是β-chitosan抗SARS-CoV-2-S-RBD/ACE结合的Vero E6细胞模型结果；
图中：A、细胞免疫荧光检测，其中SARS-CoV-2S-RBD、ACE2和DAPI分别显示绿色、红色和蓝色荧光。B、流式细胞仪分析。C、Western Blot分析。各实验组：(a).control； (b).SARS-CoV-2S-RBD；(c).SARS-CoV-2S-RBD+β-chitosan；(d).β-chitosan； (e).β-chitosan+SARS-CoV-2S-RBD；(f).(SARS-CoV-2S-RBD+β-chitosan)；
图3是β-chitosan抗SARS-CoV-2-S-RBD/ACE结合的小鼠细胞模型结果；
图中：A、FITC标记β-chitosan在小鼠肺组织的代谢分布。B、小鼠肺组织器官的形态学病变观察。C、免疫荧光检测小鼠ACE2表达及其与SARS-CoV-2-S-RBD共定位情况，其中SARS-CoV-2S-RBD、ACE2和DAPI分别显示绿色、红色和蓝色荧光。D、Western Blot分析ACE2和炎症相关蛋白；
各实验组：(a).control；(b).SARS-CoV-2S-RBD；(c). β-chitosan+SARS-CoV-2S-RBD；(c1).β-chitosan(L)+SARS-CoV-2S-RBD；(c2). β-chitosan(M)+SARS-CoV-2S-RBD；(d).SARS-CoV-2S-RBD+β-chitosan；(e). β-chitosan；
图4是β-chitosan通过激活ADAM17活性调节ACE2表达效果图；
图中：A、细胞免疫荧光分析ADAM17抑制剂TAPI对ACE2表达的影响，该荧光为ACE2(红色)和DAPI(蓝色)的Merge形式。B、Western Blot分析ACE2和炎症相关蛋白。
各实验组：(a).control；(b).SARS-CoV-2S-RBD；(c). SARS-CoV-2S-RBD+β-chitosan；(d).β-chitosan；(e). β-chitosan+SARS-CoV-2S-RBD；(f).(SARS-CoV-2S-RBD+β-chitosan)。
具体实施方式
本发明提供了一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途，其特征在于：
(1)0.05～1％的β-壳糖胺能结合易感染细胞受体ACE2，并且结合物不再与 SARS-CoV-2S-RBD结合，从而阻断SARS-CoV-2S-RBD对ACE2的结合；
(2)0.05～1％的β-壳糖胺具有类似抗体的功能，能够中和SARS-CoV-2S-RBD，从而有效阻断SARS-CoV-2S与ACE2的结合；
(3)SARS-CoV-2S-RBD能激活相关的炎症信号通路，进而引发炎症，但0.05～1％的β-壳糖胺却具备抑制炎症信号通路激活功能；
(4)0.05～1％的β-壳糖胺通过能够激活ADAM17活性，增强切割ACE2具有催化AngII 降解活性的胞外域，并释放到细胞外环境中，从而阻止ACE2与SARS-CoV-2S-RBD结合内化降解，同时抑制因SARS-CoV-2S-RBD引发的炎症信号。
本发明证明了0.05～1％的β-壳糖胺对阻断SARS-CoV-2S-RBD/ACE2结合和抑制炎症具有显著的预防和治疗效果，说明β-壳糖胺对人类抗SARS-CoV-2具有重大研究价值与应用前景。
0.05～1％的β-壳糖胺能结合易感染细胞受体ACE2，并且结合物不再与 SARS-CoV-2S-RBD结合，从而阻断SARS-CoV-2S-RBD对ACE2的结合，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的感染。
0.05～1％的β-壳糖胺具有中和SARS-CoV-2S-RBD的功效，并且结合物不再与ACE2结合，从而有效阻断SARS-CoV-2S与ACE2的结合，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的感染。
SARS-CoV-2S-RBD能激活相关的炎症信号通路，进而引发炎症，但0.05～1％的β-壳糖胺却具备抑制炎症信号通路激活功能，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的炎症。
0.05～1％的β-壳糖胺通过能够激活金属蛋白酶ADAM17活性，增强切割ACE2具有催化Ang II降解活性的胞外域，并释放到细胞外环境中，从而阻止ACE2与 SARS-CoV-2S-RBD结合内化降解，同时抑制因SARS-CoV-2S-RBD引发的炎症信号。
本发明使用0.05～1％的β-壳糖胺用于预防和治疗下列感染：
1)上呼吸道感染；
2)下呼吸道感染；
3)眼部感染。
将0.05～1％的β-壳糖胺用作一种溶液，以喷剂的产品形式向鼻腔、口腔、咽喉或眼睛给药，也可以口服液形式口服使用。
以下通过实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1β-chitosan抗SARS-CoV-2S-RBD/ACE2结合的体外分子作用模型：
将蛋白质(SARS-CoV-2S-RBD和ACE2)和β-chitosan分别溶解于0.02M的Tris-HCl缓冲液中。按表1顺序添加样品，将样品混合均匀，37℃孵育20min，特别的，7号样品加入10μgβ-chitosan进行二次孵育，最后收集的混合物样品用Native-PAGE分析。
表1样品添加顺序
结果如附图1所示，ACE2或SARS-CoV-2S-RBD与β-chitosan作用后，电泳条带灰度值分别下降95.8％和94.8％，说明β-chitosan在体外模拟正常生理条件下对ACE2 和SARS-CoV-2S-RBD均具很强的结合作用。ACE2与SARS-CoV-2S-RBD结合后，电泳带灰度值同比于ACE2、SARS-CoV-2S-RBD显著减弱，说明ACE2与SARS-CoV-2S-RBD具强结合；加入β-chitosan后，灰度值同比明显减弱，说明β-chitosan对SARS-CoV-2S-RBD 与ACE2的结合物有明显的影响。
此外，在ACE2相对于β-chitosan过量的前提下，分别加入1μg ACE2与2μg，4μg 和8μgβ-chitosan混合均匀，37℃孵育20min，最后再分别加入1μg SARS-CoV-2S-RBD，再次孵育20min。结果显示，各泳道SARS-CoV-2S-RBD电泳带灰度值递增(见附图1中的泳道8、9、10)，说明ACE2与β-chitosan结合后的结合物不能与 SARS-CoV-2S-RBD再次结合。
HPLC样品处理方式参考表1，结果如图1所示，在高压条件下，β-chitosan与 SARS-CoV-2S-RBD的结合物不分离且不再与ACE2结合，而β-chitosan与ACE2的结合物则在高压下分离，说明β-chitosan对SARS-CoV-2S-RBD的结合力远超过ACE2。
体外分子作用模型表明，β-chitosan与ACE2或SARS-CoV-2S-RBD均可结合，且结合其中之一的结合物不再与另一物质发生结合；β-chitosan具有中和SARS-CoV-2S-RBD 从而阻断ACE2与SARS-CoV-2S-RBD结合的功能。
实施例2基于Vero E6细胞模型检测β-chitosan抗SARS-CoV-2S-RBD结合效果：
用含有10％FBS的DMEM培养液，于37℃，5％二氧化碳的培养箱中培养Vero-E6细胞。取生长状态良好的Vero-E6细胞接种至直径为10cm的培养皿中，待细胞长至80％时按表2进行加药处理。采用细胞免疫荧光检测分析ACE2(红色)和SARS-CoV-2S-RBD(绿色)免疫荧光及共定位情况，并结合Werstern Blot检测与炎症相关信号通路蛋白。
表2加药方式
结果如附图2所示，从细胞水平证明：(1)β-chitosan具有保护ACE2免于被 SARS-CoV-2S-RBD“感染”的功效；(2)β-chitosan具有类似抗体的功能，能够中和 SARS-CoV-2S-RBD；(3)SARS-CoV-2S-RBD的介入能促进细胞炎症的发生，β-chitosan 的介入则可明显抑制与炎症相关信号通路的激活，具有消炎作用。
实施例3基于动物模型检测β-chitosan抗SARS-CoV-2S-RBD结合效果：
实验动物，无特异性病原体，8周龄，雄性hACE2小鼠和WT(ICR)小鼠。采用FITC 标记对β-chitosan进行标记，鼻腔给药β-chitosan，给药量为10mg/kg体重，结合 CFW染色法，观察β-chitosan在肺组织代谢分布情况。本实验分别用SARS-CoV-2S-RBD 和β-chitosan滴鼻接种hACE2小鼠和WT(ICR)小鼠，以等量PBS滴鼻作为模拟感染对照。解剖小鼠，收集不同组织，观察组织病理学变化。免疫荧光检测各实验组ACE2 表达以及其与SARS-CoV-2S-RBD共定位情况。Werstern Blot分析比较WT小鼠和hACE2 小鼠ACE2的表达水平以及与炎症相关的蛋白表达。
表3加药方式
注：图3实验组c1和c2的加药方式与c组类似，区别在于二者给药量分别为5mg/kg和10mg/kg。
结果如附图3所示，说明β-chitosan对hACE2鼠无毒性表现，“感染”SARS-CoV-2S-RBD的hACE2鼠出现肺损伤、水肿(炎症)，与SARS-CoV-2S-RBD组比，β-chitosan对已“感染”SARS-CoV-2S-RBD的hACE2鼠肺炎症具有治疗效果，同时也能预防hACE2鼠被SARS-CoV-2S-RBD感染引发肺炎。
实施例4β-chitosan影响ACE2表达机制：
按实施例2培养Vero-E6细胞，在细胞开始给药前30min，加入8μM TAPI。采用细胞免疫荧光检测分析ACE2(红色)和SARS-CoV-2S-RBD(绿色)免疫荧光及共定位情况，并结合Werstern Blot检测与炎症相关信号通路蛋白。结果如图4所示，β-chitosan 可显著下调Vero E6细胞ACE2表达水平；当预先加入ADAM17抑制剂TAPI，Vero E6细胞的ACE2表达水平同比显著上升。表明β-chitosan下调Vero E6细胞ACE2表达水平是通过激活ADAM17提升切割ACE2的能力，使细胞上的ACE2膜外区域脱落并释放至胞外，从而减少细胞与SARS-CoV-2S-RBD的结合并呈现ACE2表达下调的假象。
Claims (7)
1.一种β-壳糖胺预防和治疗新冠肺炎病毒感染的用途，其特征在于：
(1)0.05～1％的β-壳糖胺能结合易感染细胞受体ACE2，并且结合物不再与SARS-CoV-2S-RBD结合，从而阻断SARS-CoV-2S-RBD对ACE2的结合；
(2)0.05～1％的β-壳糖胺具有类似抗体的功能，能够中和SARS-CoV-2S-RBD，从而有效阻断SARS-CoV-2S与ACE2的结合；
(3)SARS-CoV-2S-RBD能激活相关的炎症信号通路，进而引发炎症，但0.05～1％的β-壳糖胺却具备抑制炎症信号通路激活功能；
(4)0.05～1％的β-壳糖胺通过能够激活ADAM17活性，增强切割ACE2具有催化AngII降解活性的胞外域，并释放到细胞外环境中，从而阻止ACE2与SARS-CoV-2S-RBD结合内化降解，同时抑制因SARS-CoV-2S-RBD引发的炎症信号。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于：0.05～1％的β-壳糖胺能结合易感染细胞受体ACE2，并且结合物不再与SARS-CoV-2S-RBD结合，从而阻断SARS-CoV-2S-RBD对ACE2的结合，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的感染。
3.如权利要求1所述的用途，其特征在于：0.05～1％的β-壳糖胺具有中和SARS-CoV-2S-RBD的功效，并且结合物不再与ACE2结合，从而有效阻断SARS-CoV-2S与ACE2的结合，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的感染。
4.如权利要求1所述的用途，其特征在于：SARS-CoV-2S-RBD能激活相关的炎症信号通路，进而引发炎症，但0.05～1％的β-壳糖胺却具备抑制炎症信号通路激活功能，可用于预防和治疗新冠肺炎病毒引起的炎症。
5.如权利要求1所述的用途，其特征在于：0.05～1％的β-壳糖胺通过能够激活金属蛋白酶ADAM17活性，增强切割ACE2具有催化Ang II降解活性的胞外域，并释放到细胞外环境中，从而阻止ACE2与SARS-CoV-2S-RBD结合内化降解，同时抑制因SARS-CoV-2S-RBD引发的炎症信号。
6.如权利要求1至5所述的用途，其特征在于：0.05～1％的β-壳糖胺用于预防和治疗下列感染：
1)上呼吸道感染；
2)下呼吸道感染；
3)眼部感染。
7.如权利要求6所述的用途，其特征在于：0.05～1％的β-壳糖胺用作一种溶液，以喷剂的产品形式向鼻腔、口腔、咽喉或眼睛给药，也可以口服液形式口服使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010751281.XA CN111991414B (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种β-壳糖胺在制备预防和治疗新冠肺炎病毒感染的药物中的用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010751281.XA CN111991414B (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种β-壳糖胺在制备预防和治疗新冠肺炎病毒感染的药物中的用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111991414A true CN111991414A (zh) | 2020-11-27 |
| CN111991414B CN111991414B (zh) | 2023-09-01 |
Family
ID=73463260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010751281.XA Active CN111991414B (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种β-壳糖胺在制备预防和治疗新冠肺炎病毒感染的药物中的用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111991414B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2628963A (en) * | 2023-02-08 | 2024-10-16 | Univ Of Lincoln | Formulations and uses thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111378629A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-07 | 西北大学 | 一种仿生2019新型冠状病毒、其制备方法及应用 |
| CN111437245A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-24 | 韶关学院 | 一种预防新型冠状病毒肺炎的金花茶l-茶氨酸口服剂及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-07-30 CN CN202010751281.XA patent/CN111991414B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111437245A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-24 | 韶关学院 | 一种预防新型冠状病毒肺炎的金花茶l-茶氨酸口服剂及其制备方法和应用 |
| CN111378629A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-07 | 西北大学 | 一种仿生2019新型冠状病毒、其制备方法及应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2628963A (en) * | 2023-02-08 | 2024-10-16 | Univ Of Lincoln | Formulations and uses thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111991414B (zh) | 2023-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shirbhate et al. | Understanding the role of ACE-2 receptor in pathogenesis of COVID-19 disease: a potential approach for therapeutic intervention | |
| Pawar | Combating devastating COVID-19 by drug repurposing | |
| Safarzadeh et al. | Chitin and chitosan as tools to combat COVID-19: A triple approach | |
| Xu et al. | HIV-1 Tat protein increases the permeability of brain endothelial cells by both inhibiting occludin expression and cleaving occludin via matrix metalloproteinase-9 | |
| Mohideen et al. | Degradable bioadhesive nanoparticles for prolonged intravaginal delivery and retention of elvitegravir | |
| Shi et al. | Tetrahedral framework nucleic acid inhibits chondrocyte apoptosis and oxidative stress through activation of autophagy | |
| CN101675067B (zh) | 肽组合物的修饰以提高稳定性和递送效率 | |
| Tang et al. | Tumor‐microenvironment‐adaptive nanoparticles codeliver paclitaxel and siRNA to inhibit growth and lung metastasis of breast cancer | |
| Mehta et al. | Advanced drug delivery systems can assist in targeting coronavirus disease (COVID-19): a hypothesis | |
| Zhu et al. | C-176 loaded Ce DNase nanoparticles synergistically inhibit the cGAS-STING pathway for ischemic stroke treatment | |
| CN109069520A (zh) | 保护空气传播的病原体和刺激物的组合物和方法 | |
| Tian et al. | Novel effect of methionine enkephalin against influenza A virus infection through inhibiting TLR7-MyD88-TRAF6-NF-κB p65 signaling pathway | |
| Singh et al. | Angiotensin-converting enzyme 2 as a potential therapeutic target for COVID-19: A review | |
| González-Mariscal et al. | Strategies that target tight junctions for enhanced drug delivery | |
| EP3122372B1 (en) | Onconase for use in treating or preventing viral infections | |
| Essa et al. | Antiviral peptides against SARS-CoV-2: therapeutic targets, mechanistic antiviral activity, and efficient delivery | |
| Ma et al. | The role of disulfide-bridge on the activities of H-shape gemini-like cationic lipid based siRNA delivery | |
| de M Ribeiro et al. | The role of pharmaceutical nanotechnology in the time of COVID-19 pandemic | |
| Nazerian et al. | Developing cytokine storm-sensitive therapeutic strategy in COVID-19 using 8P9R chimeric peptide and soluble ACE2 | |
| WO2021195088A1 (en) | TGF-Bβ1 INHIBITORS FOR PREVENTING AND TREATING SARS-COV-2 | |
| CN111991414B (zh) | 一种β-壳糖胺在制备预防和治疗新冠肺炎病毒感染的药物中的用途 | |
| Rust et al. | Bradykinin enhances Sindbis virus infection in human brain microvascular endothelial cells | |
| Gu et al. | Reversal of hepatic fibrosis by the co-delivery of drug and ribonucleoprotein-based genome editor | |
| Tu et al. | GLP-1R knockdown abrogates the protective effects of liraglutide on ischaemic stroke via inhibition of M2 polarisation and activation of NLRP3 inflammasome by reducing Nrf2 activation | |
| CN116370399A (zh) | 用于病毒的防护和/或治疗的膜剂及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |