《Journal of Virology》:Salvianolic acid A exerts antiviral effects by targeting the S protein, a virulence factor of porcine epidemic diarrhea virus
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本研究通过表面等离子共振(SPR)筛选发现天然化合物丹参素A(SalA)可高效结合PEDV S1蛋白(KD=4.54×10?7M),体外实验表明SalA以剂量依赖性方式抑制PEDV吸附、复制、释放及直接灭活病毒,仔猪攻毒模型证实其可显著改善肠道病理损伤、降低组织病毒载量。研究首次系统性揭示SalA通过靶向病毒关键毒力因子S蛋白实现多环节抗病毒效应,为抗冠状病毒药物研发提供新策略。
摘要
猪流行性腹泻病毒(PEDV)是冠状病毒科α属成员,感染猪小肠上皮细胞可引起仔猪高死亡率腹泻疫情。其刺突蛋白(S蛋白)的S1亚基通过识别宿主受体和诱导中和抗体介导病毒入侵,是核心毒力因子。目前缺乏针对PEDV的特效抗病毒药物,疫苗防控面临血清型变异导致的保护力下降挑战。
筛选与鉴定
研究通过真核表达系统获得截短型PEDV S1蛋白,利用SPR技术对416种天然化合物进行高通量筛选,发现丹参素A(SalA)与S1蛋白结合响应值最高(图1A-C)。分子对接显示SalA与S1蛋白的ASP479、LYS472等关键残基形成氢键和疏水相互作用(图2A),分子动力学模拟表明复合物在100 ns内结构稳定(RMSD≈0.8 nm),结合自由能景观显示单一低能态(图2B-F)。SPR亲和力验证其KD值为4.54×10?7M(图2G)。
体外抗病毒活性
免疫荧光和CCK-8实验显示,50 μM SalA可完全抑制PEDV感染引起的细胞病变(图1D-E),显著降低病毒RNA拷贝数、滴度(TCID50)及N蛋白表达(图3D-H)。选择性指数(SI=CC50/EC50)达18.95,溶血实验证实其在≤300 μM时无溶血毒性(图3A-C)。机制研究表明,SalA对病毒吸附和内化阶段抑制较弱,但可显著阻断病毒复制(6–10 hpi RNA拷贝数下降)和释放(0.5–2 h滴度降低),并直接灭活病毒颗粒(图4A-I)。
体内疗效验证
4日龄仔猪攻毒模型中,SalA治疗组(5 mg/kg肌肉注射)临床腹泻评分显著降低,肠道病理切片显示绒毛萎缩和上皮脱落明显改善(图5B-F)。免疫组化检测发现肠道病毒抗原表达减少,血液和粪便病毒载量下降1–2 log10,多组织(肝、肺、肾等)病毒RNA拷贝数同步降低(图5G-J)。
讨论与展望
本研究首次明确SalA通过靶向PEDV S1蛋白发挥多阶段抗病毒作用,其高效低毒的特性优于已有天然化合物(如ginsenoside Rb1、tomatidine)。虽未评估肠道炎症因子变化及药代动力学参数,但为开发靶向S蛋白的广谱抗冠状病毒药物提供了实验依据。未来需通过结构优化进一步提升SalA的生物利用度和临床适用性。