《Aquaculture Reports》:Tannic acid as a potential antiviral agent against nervous necrosis virus: Efficacy and mode of action
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神经坏死病毒(NNV)是一种在石斑鱼中具有高致病性的病原体,导致石斑鱼水产养殖业遭受重大经济损失。鞣酸(TA)是一种天然存在的可水解多酚,具有多种活性。在本研究中,研究人员评估了TA作为抗NNV感染的潜在治疗剂。结果表明,TA特异性结合NNV B2蛋白,有效阻
神经坏死病毒(NNV)是一种在石斑鱼中具有高致病性的病原体,导致石斑鱼水产养殖业遭受重大经济损失。鞣酸(TA)是一种天然存在的可水解多酚,具有多种活性。在本研究中,研究人员评估了TA作为抗NNV感染的潜在治疗剂。结果表明,TA特异性结合NNV B2蛋白,有效阻断病毒吸附和进入宿主细胞,以及细胞内复制,从而发挥抗NNV活性。此外,TA处理显著抑制NNV诱导的细胞凋亡,从而减轻病毒相关的细胞损伤。总之,这些结果表明,TA作为一种高效、低毒、环境友好的天然化合物,具有较强的抗NNV潜力,并为可持续石斑鱼养殖中的疾病防控提供了一种有前景的策略。
神经坏死病毒(NNV)是感染石斑鱼等多种海水鱼类的高致病性病原体,在幼鱼中死亡率极高,给水产养殖业造成重大经济损失。当前控制NNV感染的策略有限,疫苗因开发成本高、注射方式不适于幼鱼、保护效果不稳定等局限难以大规模应用;抗病毒药物如利巴韦林缺乏特异性、易产生耐药性且残留风险威胁食品安全。相比之下,植物源生物活性化合物具有多靶点抗病毒、低毒、环境友好等优势。鞣酸(TA)是一种天然可水解多酚,已证实具有广谱抗病毒活性,但尚未在水产病毒领域得到应用。本研究旨在评估TA抗NNV的活性及其机制,为开发基于TA的渔用抗病毒剂提供理论依据。论文发表在《Aquaculture Reports》。
研究人员采用的主要关键技术方法包括:细胞活力测定(CCK-8)确定TA的安全工作浓度;RT-qPCR检测NNV衣壳蛋白(CP)基因相对表达量;结晶紫染色评估细胞病变效应(CPE);分子对接模拟与分子动力学(MD)模拟分析TA与NNV B2蛋白的结合模式及稳定性;酶联免疫吸附试验(ELISA)验证TA与B2蛋白的体外结合;流式细胞术(TUNEL法)检测细胞凋亡。样本来源:NNV分离自广西北海某石斑鱼养殖场的病鱼。
研究结果:
3.1 TA在TOSF细胞中安全工作浓度的确定:通过光学显微镜观察和CCK-8检测,发现TA浓度≤12.5 μg/mL时对TOSF细胞(卵形鲳鲹脾脏成纤维细胞)无显著毒性,确定12.5 μg/mL为安全工作浓度。
3.2 TA的细胞毒性分析:TA在12.5 μg/mL处理24、48、72 h后,细胞活力与对照组无显著差异(p>0.05),且免疫荧光染色显示细胞骨架未受明显影响,证实该浓度无细胞毒性。
3.3 TA抗NNV活性的评估:TA在12.5、6.25、3.125 μg/mL三个浓度下均能显著减少NNV感染引起的CPE,结晶紫染色显示TA处理组活细胞比例更高,RT-qPCR显示NNV CP基因表达显著降低,呈浓度依赖性。
3.4 不同给药策略对NNV感染的影响:TA在NNV感染前8 h预处理或感染后2 h处理,均能显著降低CPE和CP基因表达,表明TA兼具预防和治疗潜力。
3.5 TA对病毒感染不同阶段的影响:TA在病毒吸附、进入和复制三个阶段分别处理,均能显著降低NNV CP基因表达,表明TA可同时阻断这三个关键阶段。
3.6 TA对病毒粒子的作用:TA与NNV病毒粒子共孵育后,感染细胞中CP基因表达显著降低,提示TA可直接作用于病毒粒子。分子对接显示TA与NNV B2蛋白的最低结合能为-5.20 kcal·mol
-1,形成8个氢键,涉及ALA-49、ARG-53、ASP-9、GLN-6残基。分子动力学模拟100 ns内RMSD稳定在0.18–0.21 nm,表明结合稳定。
3.7 ELISA测定TA与B2蛋白的相互作用:ELISA实验显示TA与B2蛋白的结合呈浓度依赖性增强,而对照组无变化,验证了TA与B2蛋白的相互作用。
3.8 TA对NNV诱导细胞凋亡的影响:RT-qPCR显示TA处理显著下调凋亡执行基因Caspase-3和Caspase-7的转录水平;流式细胞术(TUNEL法)进一步证实TA降低NNV诱导的凋亡荧光信号,表明TA有效抑制NNV诱导的宿主细胞凋亡。
讨论部分总结了NNV感染的危害和现有防控策略的不足,强调了植物源化合物(如多糖、黄酮、皂苷)在水产病毒防治中的多靶点优势。TA因能有效透过血脑屏障并具有神经保护作用,为抗NNV提供了理论依据。本研究首次发现TA通过结合NNV早期表达的非结构蛋白B2,干扰病毒吸附、进入和复制,并抑制NNV诱导的凋亡,展现出预防和治疗双重潜力。研究结论:总之,TA可有效抑制NNV感染。这是首次发现TA可能与NNV病毒粒子相互作用,特异性结合早期表达的非结构蛋白B2,从而破坏感染的关键阶段,包括吸附、进入和复制。此外,TA能够抑制NNV诱导的宿主细胞凋亡。总之,这些结果表明TA作为水产养殖病毒感染的预防和治疗剂具有巨大潜力。