马特林（Matrine）通过调节炎症反应和氧化应激反应来抑制SGIV病毒感染

《Fish & Shellfish Immunology》：Matrine inhibits SGIV infection via regulation of the inflammatory and oxidative stress response

抗病毒活性研究显示Matrine通过抑制炎症反应（降低p65磷酸化）、增强抗氧化基因表达及激活干扰素应答有效抑制新加坡组鱼病毒（SGIV）复制，为鱼类抗病毒中草药开发提供新依据。

　　

Youfu Luo|Mengke Liu|Dongmiao Xiao|Xinyi Ren|Qiwei Qin|Youhua Huang|Xiaohong Huang

华南农业大学海洋科学学院，中国广州510642

摘要

马亭子（Matrine）是一种从Sophora flavescens中提取的四环喹诺利嗪生物碱，对多种哺乳动物病毒表现出抗病毒活性。新加坡石斑鱼虹彩病毒（SGIV）是一种高致病性病原体，严重威胁着石斑鱼产业的可持续发展，但目前尚缺乏有效的预防措施。本文在体外条件下研究了马亭子对SGIV感染的抗病毒作用及其潜在机制。首先，通过Western blotting、定量PCR（qPCR）和病毒滴度测定法评估了马亭子对SGIV复制的影响。结果表明，马亭子以剂量依赖的方式降低了病毒基因的表达水平和病毒子代的产生。此外，马亭子在病毒感染的早期阶段表现出更强的抗病毒效果。从机制上看，马亭子抑制了SGIV引发的炎症反应，这表现为促炎因子的表达水平下降。同时，SGIV感染诱导的p65蛋白磷酸化也被马亭子显著减弱。此外，马亭子处理后SGIV感染细胞中的抗氧化基因表达减少的情况得到了逆转。另外，马亭子以剂量依赖的方式增强了干扰素（IFN）的免疫反应。综上所述，马亭子通过抑制炎症反应、提升细胞抗氧化活性和干扰素反应来发挥抗病毒作用。我们的发现表明，马亭子可能成为对抗鱼类虹彩病毒感染的潜在抗病毒剂。

引言

随着全球对抗生素使用的限制，人们对传统中药中提取的天然抗病毒剂的兴趣显著增加。迄今为止，许多天然化合物已被证明具有抗病毒特性[1]。例如，超氧化物歧化酶（Hyperoside）通过激活JNK/Keap1/Nrf2/HO-1信号通路来抑制马铃薯Y病毒8型（Equine herpesvirus type 8）的感染，从而减轻氧化应激和干扰素的产生[2]。cepharanthine通过破坏Hsp90-Cdc37伴侣蛋白复合物并抑制AKT相关通路来抑制非洲猪瘟病毒（ASFV）的复制[3]。姜黄素通过多种信号通路抑制甲型流感病毒（Influenza A virus）的复制，并阻碍严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2）的细胞侵入[4]、[5]。马亭子是一种从Sophora flavescens的根、茎和叶中提取的四环喹诺利嗪生物碱，具有明确的独特化学结构[6]。已有研究表明，马亭子对多种哺乳动物病毒具有抗病毒活性，包括猪流行性腹泻病毒（Porcine Epidemic Diarrhea Virus，PEDV）[7]、牛病毒性腹泻病毒（Bovine Viral Diarrhoea Virus，BVDV）[8]、猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus，PRRSV）[9]、乙型肝炎病毒（Hepatitis B Virus，HBV）[10]、猪圆环病毒2型（Porcine Circovirus type 2，PCV）[11]和人类肠病毒71型（Human Enterovirus 71）[12]。

马亭子具有多种生物活性，包括抗肿瘤、抗癌、抗菌、抗炎、抗氧化和免疫调节作用[13]。研究表明，马亭子通过多种不同的机制发挥抗病毒效果。例如，马亭子通过直接靶向病毒刺突蛋白并激活MAPK信号通路来抑制PEDV的复制[7]。马亭子和淫羊藿素（Icariin）都能激活干扰素免疫反应，从而抑制BVDV的复制[8]。最新文献显示，马亭子处理可减轻DHAV-1引起的过度干扰素产生、焦亡和鸭胚胎肝细胞中的线粒体损伤[14]。此外，马亭子还能改变小鼠肠道中L. acidophilus的数量，并减少PCV2引起的炎症反应，这可能是马亭子发挥抗PCV2作用的主要机制[15]。网络药理学分析表明，马亭子通过靶向Marc-145细胞中的HSPA8和HSP0AB1来发挥抗PRRSV作用[16]。近年来，一些生物碱被证明对水生病毒具有抗病毒活性。例如，胡椒碱（Piperine）提高了感染LMBV的大口黑鲈（Largemouth Bass）的存活率[17]。同样，小檗碱（Berberine）也在体外和体内抑制了鲤疱疹病毒2型（CyHV-2）的复制[18]。然而，目前关于马亭子对鱼类病毒复制的影响知之甚少。

新加坡石斑鱼虹彩病毒（SGIV）是一种高致病性的病原体，会导致90%以上的石斑鱼幼体和鱼苗死亡[19]。根据分子特征，SGIV被鉴定为Ranavirus属的新物种。目前仍缺乏有效的预防和控制SGIV的措施。最近的研究表明，一些中药成分或生物活性成分，包括姜黄素[20]、ididonin[21]、小檗碱[22]、绿茶成分EGCG[23]和儿茶素[24]，在体外条件下对SGIV具有抗病毒作用。值得注意的是，一些生物活性成分在体内也表现出强烈的抗SGIV效果，能够有效保护石斑鱼免受SGIV感染。这些研究表明，传统中药或生物活性物质可作为控制SGIV感染的候选抗病毒药物。在本研究中，我们通过Western blotting、定量PCR（qPCR）和病毒滴度测定法研究了马亭子对SGIV感染的影响，并检测了马亭子在感染不同阶段的抗病毒效果。此外，还通过检测炎症反应、抗氧化活性和干扰素免疫反应来研究马亭子对抗SGIV的机制。我们的研究结果揭示了马亭子在鱼类病毒感染中的潜在作用，并为控制鱼类病毒性疾病提供了替代策略。

细胞、病毒、试剂和质粒

石斑鱼脾脏（GS）细胞在添加了10%胎牛血清的Leibovitz’s L15培养基（Thermo Scientific，美国）中于28°C下培养[26]。SGIV在GS细胞中繁殖，病毒库存在使用前储存在-80°C。马亭子（MedChemExpress）在二甲基亚砜（DMSO）中稀释至200 mM，然后在Leibovitz’s L15培养基中进一步稀释至不同浓度。抗SGIV主要衣壳蛋白（MCP）和抗SGIV病毒蛋白19（VP19）由我们的实验室制备。

马亭子在体外

以剂量依赖的方式抑制SGIV感染

马亭子的化学结构如图1A所示。在本研究中，我们使用Cell Counting Kit-8（CCK-8）试剂盒评估了不同浓度马亭子对GS细胞的细胞毒性。如图1B所示，即使在高达1600 μM的浓度下（图1C），马亭子也没有对细胞活力、生长和形态产生显著毒性作用。考虑到使用成本较低，我们选择200、400和800 μM的马亭子进行后续实验。

讨论

由于高死亡率，虹彩病毒疾病已成为石斑鱼产业可持续发展的关键威胁。目前仍缺乏有效的预防和控制石斑鱼虹彩病毒疾病的措施。本文研究了马亭子对SGIV复制的抑制作用体外，并探讨了其潜在的抗病毒机制。马亭子是从Sophora flavescens中提取的主要活性成分，通常用作高效杀虫剂[35]。

CRediT作者贡献声明

Youfu Luo：实验设计及执行、数据分析、原始稿撰写。Mengke Liu：实验执行、数据分析。Dongmiao Xiao：实验执行、数据分析。Xinyi Ren：数据分析。Qiwei Qin：资金获取、监督。Youhua Huang：实验设计、监督。Xiaohong Huang：撰写、审稿与编辑、监督。

相关性声明

本手稿的提交不存在利益冲突，所有作者均同意发表。我代表我的合作者声明，所描述的工作是原创研究，尚未在其他地方全部或部分发表。所有列出的作者均已批准随附的手稿。所有资助我们研究的组织都在致谢部分列出。

未引用的参考文献

[39]。

数据可用性

数据可应要求提供。

致谢

本研究得到了广东省现代农业产业技术体系创新团队建设项目（2024CXTD27）、海南省万宁市国家现代农业产业园区科研与技术示范项目（202502）以及CARS-47-G16专项资金的资助。