新药研究一种化合物对疱疹病毒HCMV

巨细胞病毒(Cytomegaoviyns,CMV)亦称细胞包涵体病毒,是一种疱疹病毒组DNA病毒。分布广泛,其他动物皆可遭受感染,引起以生殖泌尿系统,中枢神经系统和肝脏疾患为主的各系统感染,从轻微无症状感染直到严重缺陷或死亡。巨细胞病毒按宿主种属的特异性可分为人巨细胞病毒、豚鼠巨细胞病毒等。水痘-带状疱疹病毒(varicella-zostervirus,VZV),在儿童初次感染引起水痘,恢复后病毒潜伏在体内,少数病人在成人后病毒再发而引起带状疱疹,故被称为水痘-带状疱疹病毒。

日本国立感染症研究所和一药科大学合作团队,近期发现了一种噻吩甲酰胺的衍生物,N-(4-氯苯基)-5-硝基-3-噻吩甲酰胺,编号G4,可以抵抗HCMV和VZV感染。

G4的化学结构式

早期,为解决HCMV等疱疹病毒感染增殖缓慢、复制周期长的问题,该团队曾建立了一种报告细胞系,用于针对HCMV和VZV开发药物的快速筛选。借此平台,研究者发现G4可以通过对即刻早期蛋白(Immediate-earlyproteins,IE)——HCMV的IE2和VZV的IE62,抑制下游的早期蛋白(Earlyproteins)基因启动子的激活。

证据如下:

1、G4没有阻止病毒的进入,但是却有效抵制了病毒的扩散。

X-半乳糖苷染色试验显示,G4组相比对照组,可有效阻止病毒扩散。(DMSO可以作为一种药物溶剂。DMSO在0.5%(也有说0.1%)以下时对细胞影响不大,高于则有毒性或者会诱导细胞分化等。本文中使用的是20uM的DMSO(Mr78.13,1.1g/ml),经换算后为0.%。由于文中未明确表示其作用,所以认为DMSO在此作用是G4的溶剂,也正符合了选作对照组的试验设计。)

2、G4下调HCMV的早期和晚期蛋白(lateproteins)基因表达水平,但是对即刻早期蛋白IE1/IE2却不造成影响。

在感染细胞中,G4下调了HCMV的早期蛋白UL-和UL89的mRNA转录水平,同时晚期蛋白ICP22和pp65的表达也呈阴性。但是对IE1/IE2的mRNA转录和蛋白表达水平均无影响。

3、G4抑制几个HCMV瞬时转染的早期基因启动子的活性。

4、IE2和IE62分别作为HCMV和VZV的反式作用元件,介导的反式激活均被抑制,并且,这种抑制作用还与病毒侵染的种属有关。

这些抑制作用在人U(神经胶质瘤细胞)或Vero细胞中都有检测到,但在啮齿动物细胞系GPL(豚鼠肺纤维细胞)和3T3(NIH小鼠细胞)中却没有。并且这种化合物对鼠巨细胞病毒也是无效的。

即刻早期蛋白IE2是人巨细胞病毒(HCMV)感染后最先表达的蛋白质,具有调节细胞周期和抑制细胞凋亡的作用。IE62是VZV基因转录、翻译过程中最先合成的蛋白,也是VZV主要的反式激活子(transactivator),能激活VZV所有基因启动子并指导其后续的转录过程,如其功能受抑制或细胞定位改变均可能导致病毒的减毒。

文章发现,IE62作为VZV的IE,对HCMV也能起到反式激活作用。而G4同样对这种异源启动子显示出强烈的抑制效果。这说明G4抑制病毒,即刻早期蛋白一定起到了某些作用。有趣的是,这种对早期蛋白的抑制作用只在灵长类——人和猴细胞中有看到,但是在啮齿类动物中却没有。并且这种抑制只针对HCMV,对MCMV也没有作用。说明G4发挥作用是具有一种宿主-相关性的抑制机制。

综合G4的这些特点,结合已有的研究显示,IE2与很多细胞转录因子有相互作用,包括TBP,TFIIB,TAF4,组蛋白乙酰转移酶等,研究人员大胆假设:G4抑制的是一种细胞层面上的改变,而这种细胞学的功能对疱疹病毒的病毒基因激活程序是所必须的。现在只能获知这是通过抑制早期蛋白启动子这一步,具体的机制还需进一步探索。

参考来源

CharacterizationofathienylcarboxamidederivativethatinhibitsthetransactivationfunctionsofcytomegalovirusIE2andvaricellazostervirusIE62









































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