基于HIV-1 Vpu蛋白的中药抗艾滋病病毒筛选方法研究

Human Immunodeficiency Virus (HIV)/AIDS remains a major global challenge due to the emergence and transmission of drug-resistant variants and severely adverse effect of the traditional anti-retroviral drugs. The application of Traditional Chinese Medicine (TCM) offers a good opportunity for the therapeutic intervention, their targets and mechanism are, however, not precisely known. By using the Vpu protein, a trans-membrane accessory protein encoded by HIV-1, we propose a hypothesis to develop a surface Plasmon Resonance (SPR) biosensor-based assay for a rapid, real time and label-free characterization of Vpu-TCM interactions, followed by a serial of cell-based models to detect the interfere of TCM in the down-regulation of CD4 receptor and virus release induced by Vpu. Some crude and purified TCM, identified as anti-HIV agents in previous work, will be evaluated on this biosensor and cell based platform for their potential activities against Vpu. The strategy exploited can be adapted to other membrane proteins and will provide a unique insight into the study of complicated composition of TCM. In all, the platform is expected to increase our understanding of the function of Vpu and contribute to the discovery of efficient TCM-derived inhibitors.

艾滋病已成为严重影响人类健康的传染疾病，中药治疗艾滋病具有独特的优势，但还存在靶点不明，机制不清等问题。建立靶点明确的高通量药物筛选模型，寻找并阐明中药的新作用机制具有重要的现实意义。Vpu是HIV-1病毒特有的辅助调节蛋白，在病毒体的装配释放和宿主细胞表面CD4分子的下调中发挥重要作用。本课题拟采用表面等离子共振(SPR)技术建立以Vpu蛋白为靶点的亲和力筛选模型，结合细胞实验研究Vpu与宿主CD4受体及内源性抗病毒因子Tetherin的相互作用，从而建立起高效灵敏的Vpu药物筛选平台，并在此平台上对具有抗HIV-1活性的中药对Vpu蛋白的作用进行初步探讨。鉴于Vpu靶点的药物开发还处于初期阶段，目前也尚无相关中药报道，该平台将为研究开发靶向Vpu蛋白的中药提供实验基础，也可为中药复方研究的思路拓展提供依据。

艾滋病是一种严重危害人类健康的传染疾病,中药在艾滋病的治疗中具有传统优势, 但还存在靶点不明,机制不清等问题。本课题采用HIV-1特有的辅助蛋白Vpu蛋白为靶点，采用表面等离子共振(SPR)技术建立以 Vpu 蛋白为靶点的药物亲和力筛选模型，并结合假病毒单周期感染细胞、细胞毒性检测实验等建立高通量的药物筛选平台，并在此基础上采用流式细胞术、Western blot、RT-PCR等技术对筛选得到的有效样品开展作用机制的初步研究。课题结果发现在100余种中药来源的复方、单味药提取物、小分子化合物中筛选发现得到7种在体外与Vpu蛋白具有良好的体外结合亲和性，结合细胞毒性实验和假病毒单周期感染实验，初步确定了4种药物（含2种小分子化合物和2种单味中药提取物）在安全剂量范围内具有良好的体外抗艾滋病病毒活性，且该作用机制与Vpu蛋白有关。在此基础上对小分子化合物的进一步研究发现，化合物KA06的作用机制与抑制Vpu蛋白表达有关，且可以封闭CD4受体，此外药物还能阻断病毒的进入，具有多靶点的作用机制。综上所述，本课题从100余种中药中筛选发现了4种具有良好体外抗病毒活性的药物，并初步探讨了药物的作用机制。鉴于Vpu靶点的 药物开发还处于初期阶段,目前也尚无相关中药报道,该研究开发靶向Vpu蛋白的中药提供实验基础和依据。