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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 白穎苔草抗病毒活性糖苷的發(fā)現(xiàn)與作用機(jī)理研究
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本文采用正相色譜柱、反相色譜柱分離以及制備HPLC分離，輔以病毒體外感染模型測(cè)活跟蹤，對(duì)白穎苔草抗病毒活性組分進(jìn)行了純化，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)試、核磁共振以及LC/MS分析，發(fā)現(xiàn)其活性組分結(jié)構(gòu)為糖苷類成分，抗病毒譜研究顯示其對(duì)皰疹科病毒以及呼吸道合胞病毒具有顯著的抑制作用，對(duì)HIV蛋白酶具有突出的抑制活性。用熒光病毒法、PCR方法研究發(fā)現(xiàn)，該組分是在病毒復(fù)制周期的中/晚階段通過(guò)抑制病毒復(fù)制或組裝釋放發(fā)揮抗病毒作用。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前病毒上升為威脅人類健康的首要病原，而抗病毒藥物普遍存在著毒副作用強(qiáng)和耐藥性等問(wèn)題，研究新的抗病毒藥物迫在眉睫。中藥作為當(dāng)今世界上最有發(fā)展?jié)摿Φ奶烊凰幬矬w系，是我國(guó)研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)藥物的重要來(lái)源。白穎苔草系多年生草本植物，《中華本草》記載歸經(jīng)三焦、脾、胃、腎經(jīng)，功效清熱利尿通淋。本文的研究旨在篩選白穎苔草抗病毒活性組分，并研究其抗病毒機(jī)制。 本文采用HSV-MA104體外感染模型為測(cè)活跟蹤方法，通過(guò)正相色譜柱、反相色譜柱分離以及制備HPLC分離，對(duì)白穎苔草抗病毒活性組分進(jìn)行了純化，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)試、核磁共振以及LC/MS分析，對(duì)活性組分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)剖析，同時(shí)采用體外細(xì)胞病變法、體外酶活性抑制法、熒光病毒法、PCR方法，對(duì)活性部位（ODS反相柱分離組分）抗病毒譜和抗病毒作用機(jī)理進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白穎苔草鮮藥材具有顯著的抗病毒活性，TI為1168.14（HSV-1），同時(shí)發(fā)現(xiàn)其抗病毒活性組分結(jié)構(gòu)為糖苷類成分，其對(duì)皰疹科單純皰疹1型和2型病毒、副黏科呼吸道合胞病毒具有顯著的抑制作用，抑毒指數(shù)（TI）分別為222.9、97.0和119.4，對(duì)HIV蛋白酶具有突出的抑制活性，半數(shù)有效濃度為（IC50）5.90ug/mL，對(duì)正粘科流感病毒A具有中等抑制活性，TI為69.0，神經(jīng)氨酸酶IC50為145.5ug/mL，對(duì)人巨細(xì)胞病毒、鼠巨細(xì)胞病毒以及流感病毒B也有一定抑制效果，TI分別為：42.2、12.1和32.0。對(duì)呼腸孤病毒科的SA11病毒株、腺病毒科的腺病毒3型、小RNA病毒科的cox-B1-6以及手足口病病原之一cox-A16未測(cè)得抑制活性。研究發(fā)現(xiàn)該組分是在病毒復(fù)制周期的中/晚階段通過(guò)抑制病毒復(fù)制或組裝釋放發(fā)揮抗病毒作用。 本論文首次發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)了白穎苔草的抗病毒活性及其活性部位，首次篩選、發(fā)現(xiàn)了一個(gè)抗病毒活性組分--糖苷，并探索了其抑毒作用機(jī)理，為白穎苔草作為特異性抗病毒中草藥在臨床的推廣應(yīng)用提供依據(jù)，也為研發(fā)白穎苔草糖苷抗病毒新藥奠定了理論基礎(chǔ)，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：研究白穎苔草的抗病毒活性，分離和尋找其抗病毒活性成分，探討其抗病毒機(jī)理。 基本思路：中藥作為當(dāng)今世界上最有發(fā)展?jié)摿Φ奶烊凰幬矬w系，是我國(guó)研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)藥物的重要來(lái)源。本論文在首次報(bào)道白穎苔草具有抗病毒活性的基礎(chǔ)上，闡述了發(fā)現(xiàn)和尋找白穎苔草抗病毒活性糖苷的過(guò)程，探討了其抗病毒譜和抗病毒作用機(jī)理，為研制自主創(chuàng)新藥物奠定基礎(chǔ)，也為白穎苔草作為藥材用于治療病毒性疾病提供理論依據(jù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本文首次報(bào)道了白穎苔草的抗病毒活性。 首次分離到白穎苔草抗病毒活性糖苷組分。 發(fā)現(xiàn)對(duì)HSV-1、HSV-2、RSV的抑毒指數(shù)分別為222.9、97.0和119.4；對(duì)HIV蛋白酶半數(shù)抑制濃度為5.90ug/mL；對(duì)流感病毒的抑毒指數(shù)為69.0，神經(jīng)氨酸酶半數(shù)抑制濃度為145.5ug/mL；對(duì)HCMV、MCMV以及流感病毒B也有一定抑制效果。 活性糖苷通過(guò)抑制病毒復(fù)制或組裝釋放發(fā)揮作用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本研究為白穎苔草作為特異性抗病毒中草藥在臨床的推廣應(yīng)用提供依據(jù)；同時(shí)抗病毒活性糖苷的發(fā)現(xiàn)，也為我國(guó)研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗病毒新藥奠定理論基礎(chǔ)，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的 研究發(fā)現(xiàn)白穎苔草抗病毒活性組分，探討其抗病毒機(jī)制。 方法 通過(guò)溶劑萃取、正相色譜柱、反相色譜柱以及制備HPLC、核磁共振以及LC/MS，輔以HSV-1體外模型測(cè)活跟蹤，對(duì)白穎苔草抗病毒活性組分進(jìn)行了分離純化和結(jié)構(gòu)剖析；采用體外細(xì)胞病變法、體外酶活性抑制法、熒光病毒法、PCR法，對(duì)抗病毒譜和抗病毒機(jī)理進(jìn)行研究。 結(jié)果 抗病毒活性組分為糖苷類結(jié)構(gòu)，對(duì)皰疹科HSV-1和2、副黏科RSV具有顯著的抑制作用，抑毒指數(shù)（TI）分別為222.9、97.0和119.4，對(duì)HIV蛋白酶具有突出的抑制活性，半數(shù)有效濃度為（IC50）5.90ug/mL，對(duì)正粘科流感病毒A的TI為69.0，神經(jīng)氨酸酶IC50為145.5ug/mL，對(duì)HCMV、MCMV及流感病毒B的TI分別為42.2、12.1和32.0。而呼腸孤病毒科SA11病毒、腺病毒3型、小RNA病毒科cox-B1-6以及cox-A16（手足口病病原之一）未測(cè)得抑制活性。機(jī)理探索初步認(rèn)為其通過(guò)抑制病毒復(fù)制或組裝釋放發(fā)揮作用。 結(jié)論 首次發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)了白穎苔草的抗病毒活性及其活性部位，首次篩選、發(fā)現(xiàn)了一個(gè)抗病毒活性組分—糖苷，并探索了其抑毒機(jī)理。
獲獎(jiǎng)情況
- 發(fā)表論文3篇： 1：白穎苔草提取物體外抗病毒作用的實(shí)驗(yàn)研究，XXX, 2009, 28(1)：54-56。 2：白穎苔草抗病毒藥用價(jià)值的初步研究，某大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28（4）期（2009年3月定稿）。 3：白穎苔草抗皰疹病毒活性的實(shí)驗(yàn)研究，中國(guó)藥業(yè)雜志，2009，18（12）（2009年4月定稿）。 申報(bào)發(fā)明專利2項(xiàng) 1：白穎苔草在制備抗病毒的藥物中的應(yīng)用。申請(qǐng)?zhí)枺?00810138679.5。公告號(hào)：101327282A 2：白穎苔草在制備抗HIV的藥物中的應(yīng)用。申請(qǐng)?zhí)枺?00910020631.9
鑒定結(jié)果
- 本文剖析發(fā)現(xiàn)白穎苔草抗病毒活性組分結(jié)構(gòu)為糖苷類化合物，并初步明確了其抗病毒譜和作用機(jī)理。其抗病毒活性經(jīng)山東省醫(yī)科院和中國(guó)醫(yī)科院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所驗(yàn)證。經(jīng)檢索未見白穎苔草及其糖苷抗病毒活性的研究資料。
參考文獻(xiàn)
- 1胡熙明主編.《中華本草》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1999，第八冊(cè): 555 2倪培忠等. 白穎苔草片劑的研制. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 2004,15(4): 223-224 3 Duan H,et al. Sesquiterpene alkaloids from Tripterygium hypoglaucum and Tripterygium wilfordii: a new class of potent anti-HIV agents. J Nat Prod, 2000, 63(3): 357-61 4 Lin YM, et a1. Antiviral activities of biflavonoids. Planta Med, 1999, 65(2): 120-5 5 Yim JH, et al. RhieLee, H. K., Antiviral effects of sulfated exopolysaccharide from the marine microalga Gyrodinium impudicum strain KG03. Mar Biotechnol (NY)，2004, 6, (1)：17-25
同類課題研究水平概述
- 病毒感染性疾病對(duì)人類健康已經(jīng)構(gòu)成威脅。目前應(yīng)用臨床的各種抗病毒藥物遠(yuǎn)不能滿足需要，研究新的抗病毒藥物迫在眉睫。 尋找抗病毒藥物一般有三大途徑：一是通過(guò)對(duì)已知化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾以提高活性、生物利用度，降低毒性，減少耐藥；二是利用病毒分子靶點(diǎn)設(shè)計(jì)新化合物；三是從自然資源中分離。從自然資源獲得新的化合物是研究抗病毒藥物的重要環(huán)節(jié)。 中藥作為最有發(fā)展?jié)摿Φ奶烊凰幬矬w系，是我國(guó)研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)藥物的重要來(lái)源。建國(guó)以來(lái)，植化專家對(duì)多種植物進(jìn)行了規(guī)?；Y選，獲得了以青蒿素為代表的活性化合物，大量提取物如連翹、魚腥草、板藍(lán)根、大青葉、金銀花等已得到應(yīng)用。隨著生物物理學(xué)等技術(shù)的應(yīng)用，更多象藥性抗病毒化合物也相繼報(bào)道，如虎杖乙酸乙酯結(jié)晶物對(duì)HSV-1的抑毒指數(shù)是阿昔洛韋的609倍；雷公藤單體抑制HIV指數(shù)超過(guò)1000；野漆樹雙黃酮對(duì)流感病毒的TI達(dá)到450。自從Yim首次報(bào)道了海藻硫化多糖的抗病毒效果以來(lái)，糖、糖苷類化合物的抗病毒研究也成為熱點(diǎn)。 有關(guān)植物中糖苷類結(jié)構(gòu)抗病毒活性的研究資料，國(guó)內(nèi)可見諸多報(bào)道，例如人參、甘草、柴胡、苦瓜來(lái)源的皂苷、齊墩果酸、熊果酸、連翹酯苷等對(duì)多種病毒有抑制作用。目前未見白穎苔草糖苷資料報(bào)道。 明確抗病毒作用機(jī)理，是藥物應(yīng)用臨床的必要前提。目前廣泛用于藥理學(xué)研究的分子靶點(diǎn)包括經(jīng)典的病毒入侵位點(diǎn)、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、蛋白酶、變構(gòu)酶、解旋酶等分子位點(diǎn)。但病毒復(fù)制過(guò)程非常復(fù)雜，不同種屬的病毒機(jī)理各異，比如皰疹科病毒基因組為雙鏈DNA，復(fù)制具有嚴(yán)格的時(shí)序性，入侵宿主細(xì)胞后病毒首先激活即刻早期基因，然后順勢(shì)激活早期基因，最后激活晚期基因完成復(fù)制周期等；副粘科病毒基因組由單股、非節(jié)段性負(fù)鏈RNA組成，10個(gè)ORF編碼不同的病毒蛋白；HIV基因組則由單股正鏈RNA組成節(jié)，病毒首先需要在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，將RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA并環(huán)化、整合，然后轉(zhuǎn)錄表達(dá)各種功能性蛋白和結(jié)構(gòu)前蛋白，然后蛋白酶將前蛋白剪切，裝配釋放。 可見，研究抗病毒機(jī)理尤其是新化合物的抗病毒機(jī)制，僅沿用傳統(tǒng)的藥理學(xué)研究方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要根據(jù)病毒的特點(diǎn)、藥物特點(diǎn)制定相應(yīng)的研究策略。 迄今為止，未見有關(guān)白穎苔草提取物化學(xué)成分、藥理、毒理以及藥效學(xué)、尤其抗病毒藥效學(xué)方面的資料報(bào)道，僅見80年代一篇片劑制劑工藝資料報(bào)道和本論文對(duì)白穎苔草抗病毒活性的資料報(bào)道。
