CN115025091B - 莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中的用途,属于抗病毒应用领域。通过实验证明,莲心碱在体外实验中展现出显著的抗病毒活性,在5μM的浓度下即可展现出极强的抗非洲猪瘟病毒感染作用。莲心碱是提取自中药莲子的天然产物,具有降压、抑制平滑肌收缩等作用,相比于激素、抗生素、化学合成药等,对机体生理功能无明显损伤等毒副作用。因此,莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中有良好的前景。
Description
技术领域
本发明属于抗病毒应用领域,具体涉及莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中的用途。
背景技术
非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fevervirus,ASFV)感染导致的一种急性、烈性传染病,致死率高达100%。ASF于1921年在肯尼亚首次被发现,随后逐步蔓延至撒哈拉以南的非洲区域及欧洲、美洲、亚洲等60多个国家和地区,且流行面积不断增大,是全球养猪业的头号威胁。2018年8月,我国首次出现ASF疫情,之后迅速蔓延至全国,严重损害了我国养猪业的经济利益。
ASFV是一种核质巨DNA病毒,属于DNA病毒目、非洲猪瘟病毒科、非洲猪瘟病毒属,为该科唯一成员,且是目前唯一已知的虫媒DNA病毒。ASFV病毒粒子具有双层囊膜二十面体结构,由内核、内核心壳、内膜、衣壳、囊膜组成,基因组为线性双链DNA分子,大小为170-193kb。ASFV基因组编码150-167个开放阅读框,编码68种结构蛋白和100多种非结构蛋白。
莲心碱(Liensinine,LIEN),化学结构式如图1,分子式C37H42N2O6,是一种双苄基四氢异喹啉生物碱。莲心碱是莲子中重要的功能性化合物,其生理活性广泛,具有抑制平滑肌收缩、降压、抗心律失常的活性作用。莲子作为一种常用的中草药,可以清心醒脾,补脾止泻,养心安神、明目、补中养神,止泻固精,益肾涩精止带,滋补元气,在临床上具有实际应用效果,但在抗病毒领域,鲜有相关报道。
ASFV的防控缺乏有效的疫苗和抗病毒药物,其中,安全有效的抗病毒药物可有效提高感染猪的存活率,减少经济损失,阻止病毒的传播。在现如今疫苗研发陷入困局的前提下,研制抗ASFV药物对ASFV疫情防控具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是针对非洲猪瘟病毒流行的问题,提供莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中的用途。
本发明的目的可通过如下技术方案实现:
莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中的用途。
一种抗非洲猪瘟病毒药物,含有莲心碱。
在本发明中,所述药物还含有药学上可接受的载体。
有益效果:实验证明莲心碱在体外实验中展现出显著的抗病毒活性,在5μM的浓度下即可展现出极强的抗非洲猪瘟病毒(MOI=1)感染作用。莲心碱是提取自中药莲子的天然产物,具有清暑利湿、止血,宽中理气的功效,相比于激素、抗生素、化学合成药等,对机体生理功能无明显损伤等毒副作用。因此,莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中有良好的前景。
附图说明
图1是莲心碱的化学结构式。
图2是莲心碱作用于PAM细胞的细胞存活率,横坐标为莲心碱浓度,单位是μM;纵坐标为细胞存活率,单位是%。
图3是莲心碱在PAM细胞上CC50值的拟合结果,横坐标为Log10(莲心碱浓度);纵坐标为细胞存活率,单位是%。其中莲心碱浓度单位是μM。
图4是Western Blot法测定莲心碱、长叶薄荷酮和醉椒素在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性。
图5是Western Blot法测定莲心碱在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性。其中Mock为对照组,0.5μM、1μM、2.5μM和5μM是各泳道对应样品中莲心碱的干预浓度。
图6是通过Image J软件分析Western Blot蛋白条带的灰度值,计算相应浓度的抑制率,拟合的IC50数值。横坐标为Log10(莲心碱浓度),其中莲心碱浓度的单位是μM;纵坐标为抑制率,单位是%。
图7荧光定量PCR测定莲心碱在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性,横坐标为莲心碱浓度,单位是μM,其中莲心碱浓度为0是对照组;纵坐标为ASFV-B646L基因的相对转录水平(莲心碱干预的试验孔中ASFV-B646L基因的转录水平/对照组中ASFV-B646L基因的转录水平)。
图8红细胞吸附试验测定莲心碱在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性,横坐标为莲心碱浓度,单位是μM,其中莲心碱浓度为0是对照组;纵坐标为病毒滴度,是Log10(半数红细胞吸附量)。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
试验材料
所有试验均在生物安全防护三级实验室(Biological safety protectionthird-level laboratory,BSL-3)内按标准操作进行。非洲猪瘟毒株CN2018株由中国动物卫生与流行病学中心分离、保存;猪肺泡巨噬细胞(Porcine alveolar macrophage, PAM)由PBS冲洗无菌摘取的猪肺脏制成;其他所用化学试剂、实时荧光定量PCR引物及试剂盒均购自诺唯赞(Vazyme)公司;莲心碱、长叶薄荷酮和醉椒素均购自Selleck公司。
实施例1 莲心碱在PAM细胞上细胞毒性的测定结果
PAM细胞计数后用含10%(体积百分浓度)胎牛血清(FBS)的DMEM培养液稀释,以1×105个/孔的浓度加入96孔板内,置于37℃、5%CO2培养箱中培养,待PAM细胞完全贴壁(约6-8h)后,弃去DMEM培养液。每孔分别加入100μL以DMEM培养液为溶剂配制的1μM、5μM、10μM、25μM、50μM、100μM莲心碱溶液,每个浓度做三个重复孔(记为莲心碱处理孔);设置未经莲心碱处理的细胞孔阴性对照孔,与莲心碱处理孔相比,不同之处仅在于采用100μL的DMEM培养液替代莲心碱溶液;设置空白对照孔,该孔内不含莲心碱和细胞,仅含有100μL的DMEM培养液。将96孔板置于37℃、5%CO2培养箱中孵育24h后,每孔加入10μL的CCK-8(Cell CountingKit-8,细胞计数试剂),37℃孵育1-2h。孵育结束后,采用酶标仪读取450nm处的吸光度0D450nm,按照如下公式计算细胞存活率(%):细胞存活率=[(As-Ab)/(An-Ab)]×100,As是莲心碱处理孔吸光度,An是阴性对照孔吸光度,Ab是空白对照孔吸光度,结果如图2。拟合莲心碱的CC50值(半数细胞毒性浓度,指对半数细胞产生毒性作用所需浓度),结果如图3,可以看到莲心碱对PAM细胞的CC50值为29.22μM,且在莲心碱浓度小于10μM时,对PAM细胞不具有明显细胞毒性(细胞存活率>90%)。因此,莲心碱浓度小于10μM时,莲心碱处理的PAM细胞组与未处理的PAM细胞存活率无明显差别。
实施例2 测定莲心碱在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性
本实施例考察莲心碱、长叶薄荷酮和醉椒素以及不同浓度的莲心碱在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性。
PAM细胞计数后用含10%(体积百分浓度)胎牛血清(FBS)的DMEM培养液稀释到适当密度后,以2×106个/孔的浓度加于6孔板,置于37℃、5%CO2培养箱中培养,待PAM细胞完全贴壁(约6-8h)后,弃去DMEM培养液,每孔分别加入2mL的DMEM培养液(对照孔)、以DMEM培养液为溶剂配制的浓度为5μM的莲心碱溶液、10μM的长叶薄荷酮溶液、10μM的醉椒素溶液,预处理PAM细胞2h,弃去孔内培养液,随后加入2mL的DMEM培养液(对照孔)、以DMEM培养液为溶剂配制的同时含有药物和非洲猪瘟CN2018株的悬浮液(各孔中药物种类和浓度与预处理时一致),其中各孔中病毒接种量均为MOI=1。将6孔板置于37℃、5%CO2培养箱中培养24h后,收取细胞样品,采用Western Blot检测p72蛋白的表达情况,以β-actin蛋白为内参,其中一抗分别为ASFV p72蛋白鼠源单克隆抗体(购自云之语生物公司)和β-actin蛋白兔源多克隆抗体(购买自Proteintech,货号为20536-1-AP),二抗分别为辣根过氧化物酶标记的羊抗鼠IgG抗体(购买自Bioworld,货号为BS12478)和辣根过氧化物酶标记的羊抗兔IgG抗体(购买自Bioworld,货号为BS13278),结果如图4所示,莲心碱相比于其他药物和对照可以显著抑制非洲猪瘟病毒的复制。
PAM细胞计数后用含10%(体积百分浓度)胎牛血清(FBS)的DMEM培养液稀释到适当密度后,以2×106个/孔的浓度加于6孔板,置于37℃、5%CO2培养箱中培养,待细胞完全贴壁(约6-8h)后,每孔分别加入100μL的DMEM培养液(对照组)、以DMEM培养液为溶剂配制的浓度为0.5μM、1μM、2.5μM和5μM的莲心碱溶液(实验组),于37℃预先处理PAM细胞2h后,每孔按照MOI=1接种非洲猪瘟病毒CN2018株,置于37℃、5%CO2培养箱中吸附1h,吸弃孔内培养液,用PBS缓冲液清洗二遍,加入2mL的DMEM培养液(对照组)或以DMEM培养液为溶剂配制的浓度为0.5μM、1μM、2.5μM和5μM的莲心碱溶液(各孔中莲心碱浓度与预处理时一致),置于37℃、5%CO2培养箱中培养24h后,收取细胞样品,采用Western Blot检测p72蛋白的表达情况,以β-actin蛋白为内参,其中一抗分别为ASFV p72蛋白鼠源单克隆抗体(购自云之语生物公司)和β-actin蛋白兔源多克隆抗体(购买自Proteintech,货号为20536-1-AP),二抗分别为辣根过氧化物酶标记的羊抗鼠IgG抗体(购买自Bioworld,货号为BS12478)和辣根过氧化物酶标记的羊抗兔IgG抗体(购买自Bioworld,货号为BS13278)。结果如附图5所示。使用Image J分析蛋白条带灰度值,获得各个泳道的目的条带(p72蛋白)灰度值/内参条带灰度值,计算莲心碱各个浓度下对ASFV的抑制率,公式:抑制率=1-[(试验组的目的条带灰度值/试验组内参条带灰度值)/(对照组的目的条带灰度值/对照组内参条带灰度值)],并根据抑制率拟合莲心碱的IC50(Inhibitory concentration 50)值,IC50是半数抑制浓度,指的是抑制半数ASFV的莲心碱浓度。由图6可知,莲心碱的IC50=1.512μM。选择性指数SI(Seletivity index,SI)= CC50/IC50,SI的数值越大,药物的抑制作用越强,安全浓度更高。莲心碱的SI值为29.22/1.512=19.33,SI值远大于其他已报道的抗ASFV药物。
实施例3 荧光定量PCR测定莲心碱在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性
PAM细胞计数后,用含10%(体积百分浓度)胎牛血清(FBS)的DMEM培养液稀释到适当密度后,以2×106个/孔的浓度加于6孔板,置于37℃、5%CO2培养箱中培养,待细胞完全贴壁(培养时间约6-8h)后,去除培养液,将2mL的DMEM培养液(对照组)、以DMEM培养液为溶剂配制的5μM的莲心碱溶液分别于37℃预处理PAM细胞2h后,按照MOI=1接种非洲猪瘟CN2018株,置于37℃、5%CO2培养箱中吸附1h,吸弃孔内培养基,用PBS缓冲液清洗两遍,加入DMEM培养液2mL(对照组)或以DMEM培养液为溶剂配制的5μM的莲心碱溶液(各孔中莲心碱浓度与预处理时一致),置于37℃、5%CO2培养箱中培养24h后,用TRIzol(总RNA抽提试剂,购自Solarbio)收取细胞样品,提取RNA,按照常规方法将RNA反转录为cDNA,使用Actin基因作为内参,采用实时荧光定量PCR检测ASFV的p72蛋白mRNA水平的变化,即ASFV-B646L基因的转录水平上的变化。其中,Actin基因的PCR扩增引物包括Actin-F和Actin-R,ASFV-B646L基因的PCR扩增引物包括ASFV-B646L-F和ASFV-B646L-R,各引物的具体序列如下:
Actin-F:5'-CACGCCATCCTGCGTCTGGA-3';
Actin-R:5'-AGCACCGTGTTGGCGTAGAG-3';
ASFV-B646L-F:5'-GTGGTGAGTGGGCTGCATAA-3';
ASFV-B646L-R:5'-TAAAACCTACCTGGAACATCTCC-3'。
其中PCR反应体系包含:10μL的AceQ qPCR SYBR Green Master Mix (High ROXPremixed),0.4μL上游引物(10μM),0.4μL下游引物(10μM),2μL模板DNA(即反转录所得cDNA)以及7.2μL灭菌蒸馏水。PCR反应程序为:95℃预变性5min;95℃ 10s、60℃ 30s,共40个循环。反应结束后溶解曲线测定,反应条件为:95℃ 15s、60℃ 60s、95℃ 15s。其中AceQqPCR SYBR Green Master Mix (High ROX Premixed)购自南京诺唯赞生物科技股份有限公司,货号为Q141-02。
本实验通过2-ΔΔCt法进行ASFV-B646L基因的相对定量,结果如图7所示,显示莲心碱在PAM细胞上显著抑制非洲猪瘟病毒感染的活性,与对照组之间有显著差异性(P<0.0001)。
实施例4 红细胞吸附试验(Hemadsorption,HAD)测定莲心碱在PAM细胞上抑制非洲猪瘟病毒感染的活性
PAM细胞计数后,用含10%(体积百分浓度)胎牛血清(FBS)的DMEM培养液稀释到适当密度后,以1×105个/孔的浓度加于96孔板,置于37℃、5%CO2培养箱中培养至细胞完全贴壁(约6-8h),去除培养液,每孔分别加入100μL的DMEM培养液(对照组)、以DMEM培养液为溶剂配制的5μM的莲心碱溶液(试验组),预处理PAM细胞2h,随后将ASFV CN2018株病毒原液(1×107 HAD50/mL)按稀释度为10-1、10-2…10-8的浓度梯度进行稀释,每个浓度病毒液按100μL/孔分别加入到96孔板的对照组和实验组中,每个浓度设置8个重复;ASFV病毒吸附1h后,弃去孔内培养液,PBS缓冲液清洗二遍,对照组每孔加入100μL的DMEM培养液,试验组每孔加入100μL浓度为5μM的莲心碱溶液(溶剂为DMEM培养液),然后每孔加入25μL的1%猪红细胞悬浮液,置于37℃、5%CO2培养箱中培养7-10d,并逐日显微镜下观察红细胞吸附情况,对细胞周围有大量猪红细胞附着,形成玫瑰花状或桑葚体状的细胞孔计数,按Karber法计算HAD50(半数红细胞吸附量),结果如附图8所示,莲心碱可显著抑制非洲猪瘟病毒的感染,试验组相比于对照组,病毒滴度由1×107 HAD50/mL降为1×103.67 HAD50/mL,两组之间有显著差异性(P<0.0001)。
Claims (2)
1.莲心碱在制备抗非洲猪瘟病毒药物中的用途。
2.根据权利要求1所述用途,其特征在于所述莲心碱加入药学上可接受的载体。
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