药物重定位策略:发现靶向DENV NS3蛋白酶和NS5 RdRp的高效抑制剂及其抗登革病毒感染机制研究

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 6.9

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  本研究针对登革病毒(DENV)缺乏特效药物的全球健康挑战,通过计算模拟与实验验证相结合的策略,筛选出磷酸二酯酶-5抑制剂他达拉非(tadalafil)和核苷类似物加利地韦(galidesivir)两种已上市药物。研究发现二者能高效结合DENV非结构蛋白NS3蛋白酶和NS5 RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp),体外实验显示EC50分别达2.56μM和10μM,AG129小鼠模型中显著降低血清病毒载量并缓解脏器病理损伤。该研究为快速开发抗DENV疗法提供了新思路,具有重要转化医学价值。

  

登革热作为全球增长最快的虫媒传染病,每年导致3.9亿人感染,但现有疫苗对四种血清型的保护效果有限,临床治疗仍以对症支持为主。面对这一严峻形势,日本Kagoshima大学的研究团队创新性地采用药物重定位策略,系统评估了六种已上市药物对抗DENV的潜力,发现他达拉非和加利地韦能通过靶向病毒关键蛋白NS3和NS5发挥显著抗病毒作用,相关成果发表在《Biomedicine》上。

研究采用多学科交叉方法:通过AutoDock Vina进行分子对接筛选;利用DENV复制子细胞模型评估抗病毒活性;在HuH-7和BHK-21细胞系中验证抑制效果;采用AG129免疫缺陷小鼠建立感染模型;通过qRT-PCR定量病毒载量并结合组织病理学分析。

3.1 最佳配体鉴定
通过CB-Dock和Autodock vina对六种药物进行虚拟筛选,他达拉非对NS3/NS5的结合能分别达-10.4/-9.6 kcal/mol,显著优于其他候选药物。分子动力学模拟显示二者与靶蛋白形成稳定复合物。

3.2 DENV蛋白结构预测
解析的共晶结构显示,他达拉非通过氢键与NS3的ARG350、LEU392等关键残基相互作用,并形成π-π堆积;加利地韦则主要与NS5的VAL66、GLU67等结合。Ramachandran图验证复合物结构可靠性。

3.7 复制子细胞筛选
荧光素酶报告系统显示,他达拉非(EC50=2.56μM)和加利地韦(EC50=10μM)可剂量依赖性抑制病毒复制,且细胞毒性显著低于瑞德西韦等对照药物。

3.8 体外抗病毒效应
在HuH-7细胞中,200μM加利地韦使病毒RNA降低2个数量级;他达拉非(154.08μM)在BHK-21细胞中同样显示显著抑制。Western blot证实二者能减少NS1/NS3/NS5蛋白表达。

3.10 体内药效评估
AG129模型显示,他达拉非治疗组第4天血清病毒载量显著降低(P=0.046),肝脏组织病理改善尤为明显,脾脏白髓结构保持完整,而对照组出现肝细胞坏死和巨细胞浸润。

该研究首次系统证实他达拉非作为PDE5抑制剂具有抗DENV活性,其蛋白酶抑制能力可能是新发现的作用机制。与加利地韦协同靶向病毒复制关键蛋白的策略,为开发广谱抗DENV药物提供了双靶点干预思路。特别值得注意的是,这两种已通过安全性评价的药物的快速转化应用,将大幅缩短传统药物开发周期,对于登革热流行国家的应急治疗具有重大公共卫生意义。研究也存在需优化给药方案、拓展血清型验证等局限,未来可探索与其他抗病毒药的联用效应。

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