《Veterinary Microbiology》：Targeting viral Fe-S clusters with TEMPOL confers broad-spectrum anti-coronavirus activity
编辑推荐：
•PEDV 感染导致宿主细胞内铁积累。•铁通过增强依赖于 Fe-S 簇的 RdRp 活性来促进冠状病毒（CoV）复制。•TEMPOL 通过破坏病毒 Fe-S 簇的完整性来抑制冠状病毒复制。•TEMPOL 在体外和体内表现出广谱抗冠状病毒活性。•TEMPOL 在体内有效对抗铁加
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PEDV 感染导致宿主细胞内铁积累。
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铁通过增强依赖于 Fe-S 簇的 RdRp 活性来促进冠状病毒（CoV）复制。
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TEMPOL 通过破坏病毒 Fe-S 簇的完整性来抑制冠状病毒复制。
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TEMPOL 在体外和体内表现出广谱抗冠状病毒活性。
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TEMPOL 在体内有效对抗铁加剧的病毒致病性。
引言
冠状病毒（CoVs）是重要的公共卫生和经济 RNA 病毒，可感染人类和多种动物物种，引起严重的呼吸道、肠道和全身性疾病（Jackson 等，2022 年；Miller 等，2020 年；V'kovski 等，2021 年）。近期新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的全球大流行进一步突显了冠状病毒对人类健康的巨大威胁（Trougakos 等，2021 年；Yang 和 Rao，2021 年）。此外，动物冠状病毒，包括猪流行性腹泻病毒（PEDV）、传染性支气管炎病毒（IBV）和猪德尔塔冠状病毒（PDCoV），继续给全球畜牧业和家禽业造成巨大的经济损失（Bande 等，2017 年；Jung 等，2016 年；Wang 等，2016 年）。由于其高突变率和跨物种传播潜力，目前仍缺乏针对多种冠状病毒的广谱抗病毒药物（Huang 等，2026 年；Kung 等，2022 年；Liang 等，2024 年；Malone 等，2022 年）。因此，鉴定多种冠状病毒中共有的靶点对于开发广谱抗病毒疗法和应对新兴冠状病毒至关重要。
病毒感染广泛重编程宿主细胞代谢，以满足高效病毒复制所需的能量和生物合成需求（Dai 等，2024 年；Thaker 等，2019 年）。除了葡萄糖和脂质代谢外，越来越多的证据表明，金属离子代谢也在调节病毒感染中发挥着关键作用（Albalawi 等，2024 年；Pérez 等，2024 年；Wang 等，2026 年）。铁是一种必需微量元素，参与多种生物过程，包括氧化还原反应、能量代谢、核酸合成和酶调节（Andreini 等，2008 年；Teh 等，2024 年；Zhang 等，2022 年）。以前的研究表明，几种病毒（如人类免疫缺陷病毒（HIV）、丙型肝炎病毒（HCV）和流感病毒）的复制与宿主铁代谢状态密切相关（Ouyang 等，2024 年；Shytaj 等，2020 年），破坏铁稳态可深刻影响病毒复制和致病性（Hanson 等，2024 年；Jempierre 等，2025 年）。然而，铁代谢在冠状病毒复制中的作用尚不清楚。
Fe-S 簇是由铁和无机硫组成的必需辅因子，参与电子转移、酶催化和核酸代谢（Read 等，2021 年；Rouault，2015 年），通常由富含半胱氨酸的基序协调（Maio 等，2014 年）。重要的是，Maio 等（2021 年）证明 SARS-CoV-2 的 RdRp 含有功能性 Fe-S 簇，且通过靶向 Fe-S 的分子 TEMPOL 破坏这些簇会损害病毒 RNA 合成和复制，揭示了 Fe-S 簇作为冠状病毒复制机制中潜在的抗病毒脆弱点。TEMPOL 是一种稳定的硝氧自由基分子，据报道通过氧化修饰损害 Fe-S 簇的完整性（Maio 等，2023 年），为研究靶向依赖于 Fe-S 簇的病毒过程的治疗潜力提供了宝贵的工具。然而，宿主铁是否通过依赖于 Fe-S 簇的机制调节冠状病毒复制，以及 Fe-S 簇靶向是否能在不同属和动物宿主的多种冠状病毒中赋予广谱抗病毒活性，目前仍不清楚。
在本研究中，以 PEDV 为主要实验模型，我们调查了冠状病毒感染期间铁稳态的变化，并评估了铁代谢对病毒复制的影响。更重要的是，我们在体外和体内模型中评估了 TEMPOL 对代表性α、β、γ和δ冠状病毒（包括 PEDV、SARS-CoV-2、IBV 和 PDCoV）的抗病毒疗效。我们的研究结果证明了 TEMPOL 的广谱抗冠状病毒活性，并为开发靶向铁相关通路的冠状病毒疗法提供了理论依据。
片段
伦理声明
所有动物程序均获机构动物护理和使用委员会（批准号：IACUC2024–0732, 2023–015）批准，并按照动物伦理委员会的建议和动物实验控制与监督委员会（CPCSEA）的指南进行。SARS-CoV-2 感染实验在生物安全 3 级（BSL-3）设施中进行，而其他所有病毒感染研究均在
PEDV 感染诱导细胞内铁积累以促进病毒复制
为了调查 PEDV 感染与铁代谢之间的关系，在感染后 8 和 16 小时（hpi），使用荧光探针 PGSK 测量 IPEC-J2 细胞内的铁水平。与假感染对照相比，PEDV 感染显著提高了细胞内铁水平（图 1A）。为了进一步确定铁在 PEDV 复制中的功能作用，使用铁螯合剂二吡啶基酮 -4,4- 二甲基 -3- 硫脲（Dp44mT）和铁补充剂硫酸铁铵
讨论
铁是细胞代谢和酶活性的重要微量元素，并作为病毒复制的必需辅因子（Chuai 等，2025 年；Guan 等，2026 年；Han 等，2025 年；Wróblewska 等，2024 年）。Fe-S 簇由铁和无机硫组成，是电子转移、核酸代谢和酶催化的重要组成部分（Honarmand Ebrahimi 等，2022 年；Maio 等，2024 年）。在 SARS-CoV-2 RdRp 中已鉴定出功能性 Fe-S 簇，在那里它们
局限性与未来方向
本研究表明，冠状病毒感染诱导细胞内铁积累，通过 Fe-S 簇介导的 RdRp 激活增强病毒复制，且 TEMPOL 可在体外和体内抑制冠状病毒复制。然而，仍存在几个局限性。首先，尽管我们的研究结果表明铁可用性调节冠状病毒 RdRp 活性，但未直接测量感染细胞中 Fe-S 簇的丰度或占有率。未来使用生物化学和结构
CRediT 作者贡献声明
Dewen Tong: 资源，资金获取，概念化。Mingjun Zhu: 写作 – 审阅与编辑，资源，资金获取，概念化。Qian Du: 资源，方法学，调查。Yong Huang: 资源，资金获取，概念化。Lingling Chang: 可视化。Xiaomin Zhao: 资源。Leyu Hu: 写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿，可视化，方法学，调查，形式分析，数据整理。Guiwen Guan: 可视化。Ting Zhou:
竞争利益声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能被认为影响了本论文报告中工作的。
Leyu Hu|Lexi Gao|Xingwei Fu|Zesheng Rong|Yue Cheng|Yuhan Hou|Lu Han|Xin Ran|Guiwen Guan|Ting Zhou|Lingling Chang|Xiaomin Zhao|Qian Du|Yong Huang|Dewen Tong|Mingjun Zhu
