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Antibiotics | 亚洲象抗菌肽EM-1有效抑制HSV-1感染

Antibiotics | 亚洲象抗菌肽EM-1有效抑制HSV-1感染
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该研究通过设计并优化亚洲象源抗菌肽EM及其衍生物,发现EM-1在体外和体内均表现出显著抗HSV-1活性,且具有低毒性和免疫调节作用,为抗病毒药物研发提供了新的候选分子。

 

文献概述
本文《Elephant Cathelicidin-Derived Peptides Inhibit Herpes Simplex Virus 1 Infection》,发表于《Antibiotics》杂志,回顾并总结了亚洲象源cathelicidin衍生肽的抗HSV-1活性及其机制研究。研究团队通过结构优化筛选出低毒性肽段EM-1和EM-2,并在体外和小鼠模型中验证其抗病毒效果,进一步揭示其可能通过上调IFN-γ及其下游基因ISG15、MX1来增强宿主抗病毒免疫。

背景知识
单纯疱疹病毒1型(HSV-1)是一种全球高发的DNA病毒,可引起口面部疱疹、病毒性脑炎及传染性失明。尽管阿昔洛韦(ACV)是当前主要治疗药物,但其耐药性问题日益严重,且无法有效靶向潜伏病毒。抗菌肽(AMPs)作为天然免疫效应分子,具有广谱抗病毒活性,且不易引发耐药。但其稳定性差、生物利用度低等问题限制了临床转化。近年来,cathelicidin类AMPs因其结构稳定性和免疫调节功能成为研究热点。本研究以亚洲象源cathelicidin为模板,优化设计抗HSV-1肽,结合体外实验和体内小鼠模型系统评估其抗病毒活性及机制,为开发新型抗HSV-1治疗策略提供理论支持。

 

提供基因编辑类神经疾病大小鼠模型,涵盖阿尔茨海默病、帕金森病等,适用于药效评价和基因治疗研究,支持定制化模型开发。

 

研究方法与实验
研究团队从NCBI数据库中获取亚洲象(Elephas maximus)cathelicidin成熟肽EM,并基于序列优化设计4种衍生物(EM-1至EM-4)。通过HeliQuest和I-TASSER预测其结构特征,筛选低毒性和高抗病毒活性的肽段。在体外,使用U251细胞感染HSV-1并共处理EM-1或EM-2,提取DNA进行qPCR检测病毒基因UL30拷贝数,并通过CCK-8评估细胞毒性。进一步通过RT-qPCR检测IFN-γ及其下游基因ISG15和MX1的表达变化。在体内,使用C57BL/6J小鼠建立足垫感染模型,腹腔注射EM-1或ACV,检测脑、肺、心组织病毒载量,并通过H&E染色评估组织病理变化。

关键结论与观点

  • EM-1在体外显著抑制HSV-1病毒复制,IC50为15.94±3.70 µM,优于ACV(17.60±5.75 µM)
  • EM-1在体外处理U251细胞时显著上调IFN-γ、ISG15和MX1表达,表明其具有免疫调节功能
  • 在HSV-1感染小鼠模型中,EM-1有效降低脑和肺组织病毒载量,并减轻肺部组织炎症浸润和上皮变性
  • EM-1与ACV在心脏组织中均未显著降低病毒载量,提示其抗病毒作用具有组织特异性
  • EM-1在体内模型中表现出优于ACV的脑组织抗病毒活性,可能通过血脑屏障或调节神经炎症机制

研究意义与展望
EM-1作为新型cathelicidin衍生肽,兼具直接抗HSV-1活性和免疫增强作用,为开发广谱抗病毒治疗策略提供了候选分子。未来需进一步评估其在其他细胞模型中的作用机制,探索其与现有抗病毒药物的协同效应,并验证其在其他病毒感染模型中的广谱抗病毒潜力。

 

构建基因敲除、敲入及突变模型,支持HSV-1研究中基因功能验证与病毒宿主互作机制分析,提供全流程动物模型服务。

 

结语
本研究成功从亚洲象源cathelicidin出发,设计并优化抗HSV-1肽EM-1,验证其在体外和体内模型中的抗病毒及免疫调节功能。EM-1通过上调IFN-γ及其下游ISGs增强宿主抗病毒状态,且在小鼠足垫感染模型中有效抑制HSV-1复制,尤其在脑组织中表现优于传统药物ACV。该研究不仅揭示了cathelicidin类肽在抗病毒治疗中的潜力,也为新型多靶点抗病毒药物开发提供了理论依据和结构优化策略。未来需深入研究其在体内药代动力学、组织分布及长期毒性,以推动其临床转化。

 

文献来源:
Haiche Yisihaer, Peng Dong, Pengpeng Li, Lin Jin, and Guilan Li. Elephant Cathelicidin-Derived Peptides Inhibit Herpes Simplex Virus 1 Infection. Antibiotics.