流感病毒血凝素活性肽抗流感病毒感染的机制研究及结构优化

The frequent outbreaks of flu around the world make the research of new anti-flu drugs a key project in global pharmaceutical field. The entry of influenza virus into host cells is the first step for infection, it starts with the binding between hemagglutinin (HA), the envelop protein of influenza virus, and the host receptor, sialic acid (SA). The interactions between HA and SA induce the invasion of virus into host cells, blocking its role can effectively inhibit viral infection.There were no drugs targeted on the entry process of influenza virus in global market so far. Based on the information of primary protein sequence of HA, the HA fragment peptide library had been constituted by our project aiming at finding the effective peptides that could compete with HA in binding the SA receptor. Our anterior research had completed the screening of HA peptide library, and we successfully found eight active peptides which could specially inhibit the entry of the influenza virus. This project will investigate the mechanism of the active peptides, and optimize the peptide structure to improve the activity and stability. Peptide drugs haven't emerged in the field of anti-flu drugs, while it had been listed in anti-HIV drugs.This research will explore the possibility of anti-flu peptide inhibitors based on the influenza hemmaglutinin,and accumulate information for the study of new anti-flu peptide drugs.

流感的频发使各国都将新型抗流感药物作为研究重点。流感病毒表面的血凝素蛋白（HA）与宿主细胞表面唾液酸（SA）受体相互作用介导病毒进入细胞是流感病毒感染的第一步，阻断其作用就可有效抑制病毒感染。目前国内外均没有以病毒进入环节为靶点的抗流感药物问世。本项目依据流感病毒自体蛋白HA的一级序列信息，人工合成HA片段肽库，筛选寻找可与HA竞争结合受体的肽分子。我们前期研究已完成肽库的构建和筛选，成功找到8个活性肽可特异性抑制流感病毒的侵入，本项目将深入研究活性肽抑制流感病毒进入的机理，并对活性肽作结构变换，优化其药效/稳定性。多肽药物在抗流感药物领域未见报道，但在抗艾滋病药物中已实现。本项目将探索基于流感病毒HA设计的肽抑制剂作为抗流感药物的可能性，为研究新型抗流感多肽药物奠定基础。

本项目是基于构建流感病毒血凝素HA肽库，寻找可抑制流感病毒进入的活性肽。通过序列优化和机制研究，获得高活性且作用机理明确的流感病毒进入抑制肽，为新型抗流感多肽药物的研究奠定基础。. 本项目资助金额共24万元，通过三年研究，完成了如下研究内容：.1. 完成了对活性肽的作用机制研究，明确了其抗流感病毒感染机制是靶向于宿主，通过与流感病毒竞争性结合宿主细胞表面受体-唾液酸糖受体，达到阻断流感病毒进入细胞的作用。同时研究发现唾液酸分子不是活性肽结合靶位，提示其有广谱抗流感作用。.2. 完成活性肽的多株系流感病毒感染模型检测，包括高致病H5N1人流感病毒、人H1N1流感病毒、高致病H5N1禽流感病毒、和2013年H7N9禽流感病毒，结果显示活性肽对所检测的4株流感病毒感染均有显著抑制作用，IC50在12.0 - 51.0 µM；.3. 完成活性肽系列短肽和突变肽等衍生肽的合成；完成衍生肽的药理活性评价；明确了活性肽的8个关键氨基酸残基和4个可优化残基；.4. 完成对活性肽的小鼠体内流感病毒H1N1(FM1)株系感染模型评价；.5. 完成对小肽溶剂类型的初步探索。. 通过对活性肽的优化、机制研究及作用特点分析，我们发现该活性肽通过与流感病毒宿主细胞表面受体-唾液酸糖受体的结合，阻断病毒进入细胞，体外作用活性优于对照药利巴韦林。25号活性肽的作用特点为不依赖于唾液酸分子，这也决定了其具有潜在广谱性抗流感作用，实验结果也证明该活性肽对高致病人H5N1病毒、人H1N1病毒、高致病禽H5N1病毒、2013年的禽H7N9病毒均有显著抑制作用。. 本项目科学意义在于此次研究的活性肽是首次发现靶向于宿主的来源于流感病毒自身蛋白HA的小肽抑制剂（其新颖性经文献检索），对以宿主为靶点的广谱抗流感病毒进入多肽药物研究方面具有创新性。基于本研究结果，我们申请了两项国内发明专利，发表核心期刊论文两篇，一篇SCI论文在修稿阶段（附件），还有一篇英文论文正在数据整理阶段，计划2016年底投稿。整个研究过程有4名研究生参与，对他们的培养起到重要作用。同时，我们也将本研究工作与业界交流，相关工作在全国学术会议中报告，发表会议论文两篇，报告获得两项优秀学术论文奖。. 总之，我们认真地实施了本课题，超额完成了任务书中的研究计划，解决了本项目的科学问题，实现了预期目标。