非热等离子体射流通过靶向NF-κB和MAPK通路抑制人冠状病毒229E的复制与炎症反应

为解决新冠病毒（SARS-CoV-2）引发的过度炎症反应和病毒复制难题，研究人员利用非热等离子体射流（NTPJ）处理培养基（PTM），探究其对α-冠状病毒（HCoV-229E）的抑制作用。结果表明，NTPJ通过下调病毒基因（ACE-2、Spike、RdRP/Helicase）和炎症因子（IL-6、TNF-α等），显著减少病毒蛋白表达，并阻断NF-κB/MAPK通路激活。该研究为开发新型抗冠状病毒疗法提供了实验依据，具有潜在临床转化价值。

　　

研究背景与意义
新冠病毒（SARS-CoV-2）的肆虐暴露了全球应对突发病毒性疾病的短板——尽管疫苗研发迅速，但抗病毒药物仍存在滞后性。尤其值得关注的是，冠状病毒通过激活NF-κB和MAPK等信号通路，不仅促进自身复制，还会引发“细胞因子风暴”，导致急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等致命并发症。传统抗病毒药物往往靶点单一，且易引发耐药性。在此背景下，非热等离子体技术（Nonthermal Plasma, NTP）因其广谱灭活病原体的特性进入科学家视野。这种技术通过产生活性氧氮物种（Reactive Oxygen/Nitrogen Species, RONS），既能直接破坏病原体结构，又可调控宿主细胞信号通路，但此前其对冠状病毒的作用机制尚不明确。

韩国研究人员在《Microbial Pathogenesis》发表的研究，首次系统评估了非热等离子体射流（NTPJ）对α-冠状病毒HCoV-229E的抗病毒效果。选择HCoV-229E作为模型，因其与高致病性β-冠状病毒（如SARS-CoV-2）共享部分复制机制，但安全性更高。研究团队发现，NTPJ处理的培养基（Plasma-Treated Medium, PTM）能显著抑制病毒复制，同时缓解过度炎症反应，其核心机制与阻断NF-κB和MAPK通路密切相关。

关键技术方法
研究采用空气驱动的NTPJ装置（电压0.88 kV，频率82.72 kHz）制备PTM，通过流式细胞术和共聚焦显微镜量化病毒蛋白（Spike糖蛋白、核衣壳蛋白）表达；qPCR检测病毒基因（ACE-2、Spike、RdRP/Helicase）和炎症因子（IL-6、TNF-α等）转录水平；Western blot分析NF-κB（p65磷酸化）、IKβα、COX-2及MAPK通路（p38/JNK）蛋白表达变化；联合JNK抑制剂（SP600125）验证通路调控作用。

研究结果

1. NTPJ的物理化学特性
NTPJ装置以1.5 L/min空气流速运行，产生含H₂O₂和NO的PTM，能量输出为1.30 J/s。放电波形显示其具备稳定的非热特性（最大电流2 A），适合生物应用。

2. 抗病毒与抗炎效应
在MRC-5肺细胞中，NTPJ处理使HCoV-229E的细胞病变效应降低50%以上。qPCR显示病毒基因表达量下降70%-80%，炎症标志物IL-6、TNF-α等减少60%。共聚焦显微镜观察到Spike糖蛋白在胞浆内的聚集显著减少，流式细胞术进一步证实其表达量下降65%。

3. 信号通路调控机制
Western blot揭示NTPJ通过抑制IKβα降解，阻断p65入核，从而下调NF-κB靶基因（如COX-2）。同时，MAPK通路关键蛋白p38和JNK的磷酸化水平降低。当联合JNK抑制剂SP600125时，病毒基因抑制效果增强，证实NTPJ通过双重通路发挥作用。

结论与讨论
该研究首次阐明NTPJ通过协同调控NF-κB和MAPK通路，实现“抗病毒-抗炎”双效作用。其优势在于：① PTM中的RONS（如H₂O₂）具有长效性，可避免直接等离子体处理对组织的潜在损伤；② 靶向宿主细胞通路，不易诱发病毒耐药性；③ 为COVID-19等冠状病毒疾病提供潜在辅助治疗策略。作者Ihn Han和Eun Ha Choi团队指出，未来需优化PTM的活性成分配比，并探索其在动物模型中的疗效。这项研究为等离子体医学在抗感染领域的应用开辟了新方向，尤其对应对突发性冠状病毒变异株具有重要参考价值。