靶向脂肪酸转运蛋白FATP2抑制剂Lipofermata通过抑制细胞脂质摄取发挥抗登革病毒活性研究

《Scientific Reports》：Anti-dengue activity of a cellular lipid uptake inhibitor, lipofermata

本研究针对登革病毒(DENV)缺乏有效抗病毒药物的临床难题，探索了以宿主脂质代谢为靶点的新型治疗策略。研究人员发现脂肪酸转运蛋白2(FATP2)特异性抑制剂Lipofermata可有效抑制DENV1和DENV2复制，IC50分别为1.75和1.74μM。值得注意的是，DENV2感染可显著上调FATP2表达，且Lipofermata与脂肪酸合成抑制剂Orlistat联用呈现协同抗病毒效应。该研究为开发针对宿主脂质代谢的抗DENV药物提供了重要理论依据。

　　

在热带和亚热带地区，登革病毒（Dengue virus, DENV）感染始终是严重的公共卫生威胁，每年导致数千万人出现症状，尽管死亡率相对较低，但频繁的住院治疗给流行国家带来了显著的医疗负担。更令人担忧的是，随着气候变化，登革热正逐渐成为温带国家面临的新兴疾病威胁。然而，面对这一严峻挑战，科学界至今仍未研发出有效的抗DENV特效药物。传统的抗病毒药物开发多以病毒蛋白为靶点，但病毒的高变异率使得这类药物容易产生耐药性。因此，科学家们开始将目光转向宿主因子，寻找病毒复制所必需的宿主机制作为新的抗病毒靶点，结合药物重定位策略，有望为抗DENV药物开发提供更高效的路径。

登革病毒的复制离不开脂肪酸（Fatty acid, FA）的参与。病毒在宿主细胞内建立复制复合体（Replication complex, RC）需要进行细胞质膜重塑，这一过程需要脂肪酸嵌入内质网膜，以促进膜扩张和膜曲率生成。此外，脂质还作为病毒复制的重要能量来源。针对脂质代谢的调控因此成为抗病毒开发的一个充满前景的方向。虽然通过抑制脂肪酸合成来减少细胞脂质供应已被提出作为抗病毒药物开发的策略，但关于抑制脂肪酸摄取的研究却相对缺乏。肝细胞是DENV的主要靶细胞，而脂肪酸转运蛋白2（Fatty acid transporter isoform 2, FATP2）是肝细胞中主要的脂肪酸转运蛋白。因此，泰国玛希隆大学西里拉医院医学院的研究团队开展了针对FATP2的抗DENV药物探索。

本研究旨在测试使用已知的FATP2抑制剂Lipofermata抑制肝细胞脂质摄取是否能产生抗DENV效果。研究人员采用干细胞衍生的永生化类肝细胞系（immortalized hepatocyte-like cell line, imHC）作为体外模型，该细胞系具有类肝细胞表型，已被证明是DENV感染和发病机制的合适体外模型。通过细胞活力测定、病毒滴度测定、蛋白质印迹（Western blot）、长链脂肪酸摄取抑制实验以及药物联合作用评估等多种技术方法，系统研究了Lipofermata的抗DENV活性和作用机制。

研究发现Lipofermata对DENV1和DENV2均表现出强烈的抑制活性，IC₅₀分别为1.75和1.74μM，选择性指数为3.4。为排除脱靶效应的可能性，研究人员测试了另一种FATP2抑制剂Grassofermata，发现其对DENV2也有类似的抑制活性（IC₅₀为1.04μM），这表明抑制FATP2确实能够导致DENV复制抑制。

特别值得注意的是，DENV2感染可显著上调FATP2蛋白表达水平。在48小时感染后，高分子量FATP2条带明显增加。为进一步探索FATP2上调的机制，研究人员检测了过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）的水平，发现DENV和Lipofermata处理均能上调PPARα表达。PPARα已知可调节FATP2的表达，这表明DENV可能通过PPARα途径上调FATP2表达，以适应病毒复制对脂肪酸增加的需求。

通过BODIPY FL C16（绿色荧光标记的棕榈酸）摄取实验，研究人员证实Lipofermata在imHC中具有长链脂肪酸（Long chain fatty acid, LCFA）摄取抑制活性，IC₅₀为7.11μM，且无细胞毒性。有趣的是，在抗病毒IC₅₀水平（1-2μM）下，脂肪酸摄取仅受到轻微抑制，这表明病毒复制对细胞内脂质供应的任何扰动都高度敏感，或者轻微减少的摄取随时间积累会导致更严重的脂质缺乏。

细胞通过从头合成（de novo synthesis）和摄取两种方式获得脂肪酸。为了充分利用限制细胞脂肪酸供应这一抗病毒策略，同时抑制这两个来源应该是一种有效的方法。研究人员测试了Lipofermata与Orlistat（一种脂肪酸合成抑制剂）的联合使用效果。Orlistat单独使用时对DENV2的IC₅₀为5.68μM。大多数浓度组合对均显示出比单一抑制剂更强的抑制活性。通过Bliss、Loewe、ZIP（Zero interaction potency）和HSA（Highest single agent）四种模型进行协同作用分析，前三种模型结果显示为相加效应，而HSA模型显示为协同效应（平均分数为17.8）。

本研究主要采用了以下关键技术方法：使用永生化类肝细胞系（imHC）作为DENV感染的体外模型；通过MTT法和PrestoBlue法评估药物细胞毒性；采用焦点免疫分析法测定病毒滴度；利用蛋白质印迹法检测FATP2和PPARα蛋白表达水平；通过BODIPY FL C16荧光标记脂肪酸摄取实验评估脂质摄取抑制效果；采用矩阵组合给药和基于网络的协同作用分析工具（https://synergyfinder.aittokallio.group）评估药物联合效应。

Anti-DENV2 activity of lipofermata and grassofermata

Lipofermata在imHC中对DENV1和DENV2均表现出强烈的抑制活性，IC₅₀分别为1.75和1.74μM，选择性指数为3.4。另一种FATP2抑制剂Grassofermata也对DENV2显示出类似的抑制活性（IC₅₀为1.04μM），这表明抑制FATP2确实能够导致DENV复制抑制，而非脱靶效应。此外，Lipofermata在Vero细胞中也能够抑制DENV2复制（IC₅₀为1.63μM），表明其抗病毒活性不限于特定细胞类型。

Expression of FATP2 in ImHC

FATP2在DENV2感染的细胞中表达显著上调，特别是在感染后48小时，高分子量FATP2条带明显增加。PPARα水平在DENV感染和Lipofermata处理后均有所上调，这表明DENV可能通过PPARα途径上调FATP2表达，以适应病毒复制对脂肪酸增加的需求。

Lipofermata inhibited long chain fatty acid uptake in ImHC

Lipofermata在imHC中确实具有长链脂肪酸摄取抑制活性，对BODIPY FL C16摄取的IC₅₀为7.11μM，且在此浓度下无细胞毒性。值得注意的是，在抗病毒有效的浓度（1-2μM）下，脂肪酸摄取仅受到轻微抑制，表明病毒复制对细胞内脂质供应的变化极为敏感。

Anti-DENV2 activity of lipofermata and Orlistat combination

Lipofermata与Orlistat的联合使用显示出增强的抗病毒效果。大多数浓度组合对均比单一抑制剂具有更强的抑制活性。协同作用分析表明，两种药物的联合使用至少具有相加效应（根据Bliss、Loewe和ZIP模型），而HSA模型则提示有协同作用。

本研究证实了FATP2抑制剂Lipofermata通过抑制FATP2功能，在imHC细胞系中有效抑制DENV1和DENV2复制。DENV2感染可显著上调FATP2表达水平，这可能通过PPARα途径实现。Lipofermata与脂肪酸合成抑制剂Orlistat的联合使用对DENV2抑制至少具有相加效应。

该研究的创新之处在于首次系统评估了针对宿主细胞脂肪酸摄取途径的抗DENV策略。研究发现DENV感染会上调脂肪酸转运蛋白表达，以适应其复制需求，这为理解病毒与宿主脂质代谢的相互作用提供了新视角。FATP2作为抗病毒靶点具有独特优势：其在肝脏特异性表达，对全身影响有限；FATP2基因敲除小鼠发育和功能正常，提示药物抑制可能副作用较小；且已有特异性抑制剂处于开发阶段。

虽然Lipofermata的选择性指数较低（3.4）可能限制其临床应用前景，但药物联合策略为克服这一限制提供了方向。Orlistat作为已批准药物与Lipofermata的协同作用，不仅可能增强抗病毒效果，还能降低各药物所需剂量，潜在减少毒副作用。

这项研究为抗DENV药物开发提供了新思路：针对宿主脂质代谢的"宿主导向治疗"策略可能具有广谱抗病毒潜力，不易产生耐药性，且适用于不同DENV血清型。随着代谢性疾病药物开发的推进，更多以脂质代谢为靶点的候选药物涌现，为药物重定位用于抗病毒治疗提供了宝贵机会。尤其对于登革热这类被忽视的热带病，制药业投入不足，公共或非营利性开发尤为必要，而针对宿主机制和药物重定位策略可能加速这一进程。

该研究发表在《Scientific Reports》期刊，为开发针对宿主脂质代谢的抗DENV药物提供了重要的临床前证据，虽然仍需动物模型实验进一步验证，但无疑为应对登革热这一全球健康威胁提供了有希望的新方向。