由丙型肝炎病毒 (HCV) 引起的急慢性丙型肝炎已成為全球性嚴(yán)重威脅人類健康的**。目前全世界已有超過(guò) 1.7 億人感染了 HCV,僅在中國(guó)就有超過(guò) 3800 萬(wàn)的感染人群。丙肝的標(biāo)準(zhǔn)**方案 (Standard of Care, SOC) 在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間依賴于利巴韋林和干擾素,該**方案存在很多的不足:如**周期長(zhǎng),毒副作用大,病毒持續(xù)響應(yīng)率低等。隨著直接作用于病毒抗 HCV ** (Direct Acting Antivirals, DAAs) 的批準(zhǔn)上市,丙肝的**已然發(fā)生了**性的改善。尤其是在 2013 年底由美國(guó) FDA 批準(zhǔn)上市的 Sofosbuvir,其對(duì)所有基因型的 HCV 病毒都表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制活性。人們甚至認(rèn)為 Sofosbuvir 是 HCV 病毒的終結(jié)者。顯然,這樣的觀點(diǎn)過(guò)于樂(lè)觀。丙肝的臨床**還面臨很多的挑戰(zhàn):如病毒耐藥、基因 3 型患者的**、昂貴的**費(fèi)用等。因此,研發(fā)新型抗 HCV **仍然是**研究和開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。
圖 1. 天然產(chǎn)物木豆素 (Cajanine) 的化學(xué)結(jié)構(gòu)
天然產(chǎn)物向來(lái)是**先導(dǎo)物發(fā)現(xiàn)不可或缺的源泉。中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所的李卓榮教授課題組發(fā)現(xiàn)木豆素(圖 1)具有較強(qiáng)的抑制 HCV 病毒復(fù)制的活性((EC50=3.17 μM)。然而,從木豆素的化學(xué)結(jié)構(gòu)不難看出,其作為**小分子存在一些缺陷和不足:如分子疏水性很強(qiáng)(AlogP= 5.0),水溶性差,其藥代動(dòng)力學(xué)屬性很可能較差。因此,李卓榮教授課題組首先完成了木豆素的化學(xué)全合成工作 (Acta Pharmaceutica Sinica B, 2011, 1, 93-99),并對(duì)木豆素進(jìn)行了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。隨后作者對(duì)合成得到的衍生物進(jìn)行體外抗 HCV 病毒活性的研究,并總結(jié)出相應(yīng)的構(gòu)效關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,木豆素結(jié)構(gòu)中的兩大疏水基團(tuán)(苯環(huán) A 和異戊烯基)均不是活性必須基團(tuán)(圖 2),這對(duì)進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了非常有價(jià)值的指導(dǎo)。彭宗根教授對(duì)木豆素抗 HCV 的作用機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),木豆素對(duì)常見(jiàn)的病毒蛋白均無(wú)明顯抑制作用。基因芯片的結(jié)果表明,木豆素能明顯降低宿主細(xì)胞硫酸軟骨素 N - 乙酰氨半乳糖胺基轉(zhuǎn)移酶 1(CSGalNAcT-1)蛋白的水平,有趣的是,木豆素對(duì) CSGalNAcT- 1 基因的表達(dá)并沒(méi)有影響,表明木豆素可能通過(guò)加速 CSGalNAcT- 1 蛋白的降解而抑制 HCV 病毒的復(fù)制。彭宗根教授隨后利用 siRNA 技術(shù)降低細(xì)胞 CSGalNAcT- 1 蛋白的表達(dá),發(fā)現(xiàn) HCV 病毒的復(fù)制受到嚴(yán)重抑制。這些結(jié)???證明了 CSGalNAcT- 1 蛋白對(duì) HCV 的復(fù)制起到了至關(guān)重要的作用。
圖 2. 木豆素的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與作用機(jī)制研究
與該抗 HCV 特異作用機(jī)制一致的是,木豆素對(duì) DAAs 耐藥株均表現(xiàn)出與野生株相當(dāng)?shù)目共《净钚?,而且其與 DAAs 的聯(lián)用對(duì) HCV 病毒的復(fù)制也呈現(xiàn)出協(xié)同抑制作用。綜上所述,木豆素作為一類新型抗 HCV 病毒先導(dǎo)物表現(xiàn)出對(duì)抗病毒耐藥的潛力,具有良好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景。目前,李卓榮教授課題組正在進(jìn)行對(duì)木豆素進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及化學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)的研究。
文章的**作者是醫(yī)藥生物技術(shù)研究的季興躍博士和在讀博士生陳金花,通訊作者是李卓榮教授和彭宗根教授。