佛手柑是一种果形奇特的观赏植物,也被制作成凉果食用。近日,中科院武汉病毒所联合广东省类器官工程技术研究中心、南方医科大学南方医院开展的一项研究表明,佛手柑素竟然具有强大的抗新冠病毒活性。
佛手柑素是一种最初在佛手柑中发现的呋喃香豆素,具有广谱抗冠状病毒活性,该项研究表明,佛手柑素在体外、体外和体内表现出对SARS-CoV-2的抑制活性,干扰病毒生命周期的多个阶段,特异性阻断SARS-CoV-2尖峰介导的膜融合,有效减少病毒RNA合成。以50 mg/kg和75 mg/kg的剂量向金叙利亚仓鼠口服佛手柑素可降低鼻甲和肺组织中的SARS-CoV-2负荷。佛手柑素治疗后,病毒感染引起的病理损伤也得到改善。该研究为利用佛手柑素开发出针对冠状病毒的植物提取药,奠定了理论基础。
为了探索抗病毒作用的机制,研究者分别在病毒感染前1h,感染时,感染后1h加入佛手柑,结果表明佛手柑在感染同时或感染后表现出更强的抑制作用。基于双分裂蛋白 (DSP) 的细胞融合试验与荧光显微镜观察均显示佛手柑剂量依赖性地抑制了尖峰介导的膜融合活性,其对受体结合域 (RBD) 几乎没有影响,但它抑制细胞 ACE2 的表达,并对跨膜蛋白酶丝氨酸 2 (TMPRSS2) 的表达产生中度抑制作用。证实了佛手柑对病毒复制的影响和感染的进入后变化。接下来,研究者将测试拓展到hCoV-OC43 和hCoV-229E等其他冠状病毒,证实了佛手柑具有广谱的抗冠状病毒作用。
值得注意的是,该研究首次利用患者来源的人鼻粘膜类器官,可作为病毒感染的临床前模型,模拟和研究新冠病毒感染对人类呼吸道的损伤,评价佛手柑素对新冠病毒的预防和治疗作用。鼻腔是呼吸道的门户,也是SARS-CoV-2感染的初始部位,在体外重现病毒感染、复制和致病过程,能有效评价药物的抗病毒作用。
为了进一步验证佛手柑对 SARS-CoV-2 的抑制效果,研究者通过离体的人鼻粘膜类器官模型进行测试,通过减少病毒RNA来评估抗病毒效果。同时使用瑞德西韦作为对照,结果发现佛手柑显示出良好的剂量依赖性抗病毒作用。证实了佛手柑有效的抗病毒作用效果以及鼻粘膜类器官作为新冠病毒感染的理想模型。针对新冠病毒由呼吸道感染的特性,创芯国际人呼吸道粘膜类器官建模系统,可培养出与真正的鼻粘膜具有相同的细胞类型,如纤毛细胞等,为疫情防控提供全新的技术方法和研究平台。
研究结果
研究结果表明,佛手柑,这一广泛可用的天然呋喃香豆素可能是 SARS-CoV-2 的潜在抑制剂。如利托那韦抑制 CYP450 的活性,佛手柑与其他药物联合使用或可提高抗病毒作用的功效。鼻粘膜类器官作为一种患者来源的离体临床前模型,成功模拟了自然情况下病毒对人类呼吸道的感染方式,在此模型的基础上,佛手柑对SARS-CoV-2 具有显著的剂量依赖性抑制作用,提示该模型可以很好支持SARS-CoV-2的感染和用于药物药效的评价等方面,为新冠病毒的感染、致病及药物筛选等提供了一个崭新的平台。
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