含氮杂环类香豆素衍生物抗鲤春病毒血症病毒定量构效关系及作用机制研究

As a method for the development of new drugs, the discovery of green fishery drugs with quantitative structure activity relationship (QSAR) of natural active compounds is one of significant ways to control diseases in aquaculture and guarantee the safety of food and water environment. Spring viraemia of carp virus (SVCV), one pathogenic virus of the most serious diseases in cyprinids listed A in animal epidemic diseases directory of Chinese Ministry of Agriculture, is used as the experimental object of this project. According to chemical structural parameters and bioactivity data, this project based on the previous studies focuses on QSAR of the nitrogen heterocyclic coumarin derivatives with three to seven carbon atoms length of linker, which clarifies the law of quantitative change between chemical structures and bioactivities. And thus, more efficient and less toxic active coumarins will be synthesized. After evaluating antiviral activity of the active coumarin against SVCV in vivo, we will propose the related application strategies. By using flow cytometry, fusion, quantum dot labeling, spectroscopic detections and mass spectrometry, we will obtain the effects of the active coumarin on virus replication circle and the relationships between drug and viral structural proteins, replying the antiviral mechanism of the drug. This study can not only provide new perspectives for the prevention of viral diseases in aquaculture, but also offer new ideas for the innovation and creation of base for green aquaculture in the future. Therefore, this project has the significance of theory.

天然产物活性分子的定量构效关系（QSAR）是现代药物研发的主要方法之一，借此创制无公害渔药是防控水产养殖病害、保障食品与水环境安全的一条重要途径。本项目拟在前期工作基础上，以农业部规定的一类动物疫病病原鲤春病毒血症病毒（SVCV）为实验对象，有针对性地开展侧链碳原子数为3~7的含氮杂环类香豆素衍生物的QSAR研究，预期阐明化合物结构和生物活性之间的量变规律，以此指导设计并合成更高效低毒的活性化合物，并根据在体抗病毒数据，制定药物的应用策略。综合采用流式细胞术、细胞融合、量子点标记、光谱学和质谱等技术，研究活性化合物对病毒复制周期的作用，探索药物和病毒结构蛋白的相互作用，解析药物抗病毒作用机制。本项目不仅有助于指导水产病毒病的防治，而且为今后绿色养殖提供了新思路，有着重要的科学意义。

鲤春病毒血症（SVC）是危害最大的鱼类病毒病之一，尚无有效防控措施，因此，该病的药物防治研究一直是水产领域的研究热点。本项目在前期工作基础上围绕合成的侧链碳原子数为3~7的含氮杂环类香豆素衍生物开展抗病毒定量构效关系（QSAR）研究，通过检测100种衍生物对SVCV胞内复制抑制率，我们成功构建CoMFA模型，明确在7-羟基香豆素支链第3和第4位区域引入大体积基团或主要基团（如苯并咪唑取代基）区域引入正电性基团可显著提高药物抗病毒活性，并从中筛选出最优抗病毒活性小分子7-羟基[6-(苯并咪唑)己氧基]香豆素（编号C10）。离体活性检测结果显示，C10显著地减弱了SVCV和IHNV引起的CPE效应，维持细胞生长活力，抑制病毒感染引发的细胞凋亡，有效保护细胞免受病毒损伤；同时，C10可显著减少患病鱼死亡率，并有效降低了弹状病毒在水平传播过程中的病毒感染力，在一定程度上阻止该类病毒病流行传播。机制方面，经Time-of-Addition、Time-of-Removal以及量子点标记、Docking预测、紫外光谱、荧光光谱和圆二色谱等实验确定，C10靶向结合病毒G蛋白，揭示了C10诱导G蛋白二级结构发生改变，从而在SVCV复制前期对病毒吸附和内吞具有较好的抗病毒作用。此外，C10抑制Drp1介导的线粒体分裂，明显提高了鱼类细胞线粒体平均长度，从而潜在诱导RLRs信号通路活化，增强鱼体干扰素相关抗病毒因子表达量，在宿主层面发挥抗病毒作用。本项目还对环境危害因子对鱼类病毒病爆发的影响进行了初步研究，发现肟菌酯和嘧菌酯环境残留可提高鱼类对SVCV敏感性，破坏药物或疫苗防控体系。本项目研究创制了多种植物源抗病毒活性小分子，有助于完善水产病毒病的防治体系，具有科学意义和应用价值。