喜树碱通过抑制拓扑异构酶I活性阻断单纯疱疹病毒1型(HSV-1)的感染进程

这篇研究揭示了拓扑异构酶I（TOP1）在单纯疱疹病毒1型（HSV-1）感染中的关键作用。通过喜树碱（CPT）和β-拉帕醌（β-Lapachone）抑制TOP1活性，研究者发现病毒基因表达（如ICP4/ICP8）和DNA复制显著受抑，且呈现剂量依赖性。实验证明TOP1与病毒基因组共定位，其抑制可逆且不依赖细胞类型或HSV-1毒株，为靶向宿主因子（如TOP1）的抗病毒治疗提供了新思路。

　　

TOP1与HSV-1感染的动态关联

研究团队通过免疫荧光技术证实，拓扑异构酶I（TOP1）在HSV-1感染的早期（2 hpi）和复制期（6 hpi）均与病毒DNA共定位，且在复制区富集。定量分析显示，病毒DNA区域的TOP1信号强度显著高于宿主DNA，提示TOP1可能直接参与病毒基因组代谢。

CPT的剂量依赖性抑制效应

喜树碱（CPT）作为TOP1特异性抑制剂，在非细胞毒性浓度（0.14-1.4 μM）下可逆地降低HSV-1产量，且抑制作用与感染复数（MOI）无关。通过siRNA敲除实验验证，CPT的抗病毒效应依赖TOP1——当TOP1被敲除后，低浓度CPT（0.14 μM）的抑制效果完全消失，而高浓度（1.4 μM）仍保留部分活性，暗示可能存在非特异性作用。另一TOP1抑制剂β-拉帕醌同样显著抑制病毒产量，但其机制差异体现在不可逆的ICP4表达阻断。

复制与转录的双重破坏

qPCR分析显示，CPT处理导致病毒DNA复制量呈剂量依赖性下降（1.4 μM时降低500-1000倍）。时间进程实验表明，即使在病毒DNA复制启动后（4-6 hpi）加入CPT，仍能抑制后续复制循环，说明TOP1的作用不限于感染早期。转录层面，高浓度CPT对所有基因类（IE/E/LL/L）均产生显著抑制，而低浓度仅轻微影响晚期基因（如gC）。

TOP1ccs的分子枷锁效应

CPT通过稳定TOP1-DNA共价复合物（TOP1ccs）发挥抑制作用。共聚焦显微镜观察到，CPT处理显著增加TOP1与病毒DNA的共定位，同时病毒复制区体积缩小40%-60%。这种"分子枷锁"可能阻碍复制叉前进或触发可逆的DNA损伤响应，而非单纯依赖TOP1酶活缺失——因为TOP1敲除本身不影响病毒产量。

治疗潜力与未解之谜

研究首次系统论证了TOP1在HSV-1感染中的多功能性，包括缓解转录-复制冲突、调控染色质拓扑结构等。尽管CPT衍生物（如拓扑替康）已用于癌症治疗，但其抗病毒应用仍需解决选择性难题。开放性问题包括：TOP1是否参与病毒重组修复？其他拓扑异构酶（如TOP3）能否补偿TOP1功能？这些发现为开发针对宿主因子的广谱抗疱疹药物提供了理论依据。