基于树枝状聚甘油自组装纳米片的通用细胞膜仿生系统实现广谱抗病毒突破

针对季节性/大流行病毒暴发难题，研究人员开发了基于树枝状聚甘油(dPG)的硫酸盐/MUA功能化超分子纳米片，通过模拟宿主细胞膜HSPG结构实现动态多价相互作用，对IAV(H3N2)和HSV-1的IC50分别达1μg/mL和0.01μg/mL，为广谱抗病毒药物设计提供新策略。

　　

病毒引发的季节性流行和大规模疫情持续威胁全球公共卫生安全，传统抗病毒药物面临靶点单一、易产生耐药性等挑战。尤其当病毒通过表面蛋白与宿主细胞膜的硫酸肝素蛋白聚糖(HSPG)发生初始吸附时，如何阻断这一关键步骤成为研发广谱抗病毒剂的核心难题。

研究人员创新性地利用树枝状聚甘油(dPG)为骨架，通过调控疏水性巯基十一烷酸(MUA)和硫酸基团的修饰比例(30-100%)，构建了具有细胞膜仿生功能的超分子纳米片体系。该成果发表于《Bioactive Materials》，揭示了通过动态多价相互作用实现广谱病毒抑制的新机制。研究采用冷冻电镜(cryo-TEM)和冷冻电子断层扫描(cryo-ET)表征纳米片形貌，结合噬斑减少试验、血凝抑制(HAI)等生物功能实验验证抗病毒效果。

纳米片的结构特性

通过精确调控MUA修饰度，获得厚度约5nm、横向尺寸可达微米级的二维纳米结构。cryo-ET三维重构显示，纳米片表面密集分布的硫酸基团可模拟HSPG的负电荷微环境，而MUA提供的疏水作用力促进其自组装并增强与病毒囊膜相互作用。

抗病毒机制验证

针对甲型流感病毒(X31/H3N2株)和1型单纯疱疹病毒(HSV-1)，纳米片表现出差异化的抑制效果：对HSV-1的IC₅₀低至0.01μg/mL，显著优于流感病毒(1μg/mL)。HAI实验证实其能竞争性阻断病毒血凝素与红细胞受体的结合，预感染抑制实验则显示其可通过物理包裹病毒颗粒阻止细胞入侵。

生物相容性评估

CCK-8细胞活力检测表明，即使在高浓度(100μg/mL)下，纳米片对MDCK和Vero细胞的存活率仍保持90%以上，证实其良好的生物安全性。

该研究开创性地将超分子化学原理应用于抗病毒领域，所构建的"即插即用"式纳米平台可通过调整功能基团比例适配不同病毒抑制需求。其突破性在于：① 首次实现单分子层纳米片对多种包膜病毒的广谱抑制；② 建立的动态多价相互作用理论为抗新冠病毒等新兴病原体提供新思路；③ 生物可降解的dPG骨架符合临床转化要求。这种模拟细胞膜的"诱饵"策略，为应对未来突发性病毒疫情提供了极具前景的技术储备。