植物化学生物碱通过调控胆固醇免疫代谢靶向NPC1-STING轴抗病毒研究

本研究针对胆固醇代谢在抗病毒免疫中的关键作用，探索了靶向NPC1（Niemann-Pick C1）胆固醇转运蛋白的小分子调控策略。北京中医药大学团队通过系统筛选发现双苄基异喹啉生物碱（BBAs）尤其是粉防己碱（Tet）能直接结合NPC1，诱导溶酶体胆固醇积累阻断病毒入侵，同时通过NPC1-STING界面机制增强干扰素抗病毒应答。该研究为广谱抗病毒药物开发提供了新型胆固醇免疫代谢靶点，成果发表于《National Science Review》。

　　

病毒与宿主的胆固醇博弈
病毒如同精明的劫匪，长期进化出劫持宿主胆固醇代谢的本领——从依赖胆固醇构建包膜，到利用低密度脂蛋白受体（LDLR）等分子作为入侵门户。尤其令人头疼的是，像埃博拉、流感等病毒竟能“挟持”溶酶体胆固醇转运蛋白NPC1作为入侵帮凶。尽管已知干扰素可通过胆固醇25-羟化酶（CH25H）产生抗病毒代谢物25-羟胆固醇（25-HC），但如何精准调控胆固醇代谢与免疫应答的交叉对话，仍是抗病毒药物设计的重大挑战。

北京中医药大学联合团队另辟蹊径，从传统中药粉防己的主要活性成分——双苄基异喹啉生物碱（BBAs）中寻找突破口。研究人员发现，这类结构独特的天然化合物不仅能阻断病毒入侵的“第一道门”，还能激活宿主免疫系统的“警报器”，形成双管齐下的抗病毒防御网。这项突破性研究揭示了胆固醇免疫代谢调控的新范式，为应对新发突发病毒疫情提供了创新药物靶点。

关键技术方法
研究采用siRNA全基因组筛选锁定关键胆固醇转运基因，通过连接图谱（CMap）分析预测NPC1抑制剂；利用CRISPR-dCas9-KRAB构建NPC1敲低细胞模型；结合RNA测序（RNA-seq）和基因集富集分析（GSEA）解析转录组变化；采用表面等离子共振（SPR）和细胞热转移实验（CETSA）验证药物-靶点互作；建立VSV和H1N1小鼠感染模型评估体内药效。

研究结果

NPC1缺失或抑制抵抗病毒感染
通过系统性siRNA筛选发现，干扰13个胆固醇转运基因均可抑制病毒复制，其中NPC1敲除效果最显著。CRISPR构建的NPC1缺陷细胞对VSV、H1N1、EMCV和HSV-1的抵抗力增强，已知NPC1抑制剂（如伊曲康唑）也显示类似效果。转录组分析揭示NPC1缺失会激活固醇合成和先天免疫通路，这与NPC1缺陷小鼠小脑中干扰素刺激基因（ISGs）上调的现象一致。

BBAs抑制病毒复制
CMap预测将双苄基异喹啉生物碱（BBAs）列为NPC1抑制剂候选。在四种测试化合物中，粉防己碱（Tet）表现最优，对H1N1（EC₅₀
0.3297μM）、EMCV（EC₅₀
0.2313μM）和HSV-1（EC₅₀
1.592μM）均显示强效抑制。值得注意的是，Tet的抗病毒作用不依赖其钙通道阻滞活性，在TPCN1/2双敲除细胞中仍保持活性。

Tet通过溶酶体胆固醇积累阻断病毒入侵
转录组分析显示Tet显著改变胆固醇代谢通路，诱导溶酶体胆固醇聚集（与CD63/LAMP1共定位），这种效应可被甲基-β-环糊精（MβCD）消除。在无血清条件下，Tet的抗病毒作用减弱，证实其依赖外源胆固醇摄取。机制上，Tet通过阻碍病毒颗粒从溶酶体释放，类似干扰素处理诱导的溶酶体胆固醇重构。

Tet激活STING依赖性先天免疫
Tet处理触发TBK1-STAT1/2信号级联，促进ISGs（如IFIT1/2）表达，该效应在STING^-/-
或IFNAR1缺陷细胞中消失。特别重要的是，Tet通过稳定NPC1-STING相互作用，阻断STING的溶酶体降解，延长干扰素应答。溶酶体免疫沉淀（LysoIP-DEG）证实Tet促进NPC1与STING在溶酶体微域的共聚集。

动物模型验证
小鼠实验中，Tet（10-60 mg/kg）显著降低VSV在肺、肝、脾的病毒载量（0.5-1 log₁₀
），减轻肺部炎症；对H1N1感染则加速体重恢复，降低肺泡损伤，效果与奥司他韦相当。药代动力学显示Tet在肺组织选择性蓄积，与传统抗硅肺病的临床用药特征吻合。

结论与展望
该研究首次阐明BBAs通过“代谢-免疫”双途径抗病毒的分子机制：结构上，Tet直接结合NPC1的固醇传感域（SSD），诱发可逆性溶酶体胆固醇滞留；功能上，通过NPC1-STING轴阻断STING降解，形成“胆固醇积累-干扰素激活”的正反馈循环。这种独特机制克服了尼曼匹克症患者不可逆胆固醇沉积的缺陷，实现安全可控的代谢重编程。

从传统中药到现代抗病毒药物，粉防己碱的“老药新用”为应对RNA/DNA病毒广谱感染提供了创新策略。特别是其针对宿主靶点而非病毒蛋白的作用特点，可有效规避病毒耐药性。未来研究可进一步优化BBAs衍生物的药代动力学，探索其与现有抗病毒药物的协同效应，为应对新发突发传染病储备武器库。