基本信息
- 项目名称：
- 白颖苔草抗病毒活性糖苷的发现与作用机理研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文采用正相色谱柱、反相色谱柱分离以及制备HPLC分离，辅以病毒体外感染模型测活跟踪，对白颖苔草抗病毒活性组分进行了纯化，通过系统预试、核磁共振以及LC/MS分析，发现其活性组分结构为糖苷类成分，抗病毒谱研究显示其对疱疹科病毒以及呼吸道合胞病毒具有显著的抑制作用，对HIV蛋白酶具有突出的抑制活性。用荧光病毒法、PCR方法研究发现，该组分是在病毒复制周期的中/晚阶段通过抑制病毒复制或组装释放发挥抗病毒作用。
- 详细介绍：
- 目前病毒上升为威胁人类健康的首要病原，而抗病毒药物普遍存在着毒副作用强和耐药性等问题，研究新的抗病毒药物迫在眉睫。中药作为当今世界上最有发展潜力的天然药物体系，是我国研制具有自主知识产权药物的重要来源。白颖苔草系多年生草本植物，《中华本草》记载归经三焦、脾、胃、肾经，功效清热利尿通淋。本文的研究旨在筛选白颖苔草抗病毒活性组分，并研究其抗病毒机制。 本文采用HSV-MA104体外感染模型为测活跟踪方法，通过正相色谱柱、反相色谱柱分离以及制备HPLC分离，对白颖苔草抗病毒活性组分进行了纯化，通过系统预试、核磁共振以及LC/MS分析，对活性组分进行了结构剖析，同时采用体外细胞病变法、体外酶活性抑制法、荧光病毒法、PCR方法，对活性部位（ODS反相柱分离组分）抗病毒谱和抗病毒作用机理进行研究。结果发现，白颖苔草鲜药材具有显著的抗病毒活性，TI为1168.14（HSV-1），同时发现其抗病毒活性组分结构为糖苷类成分，其对疱疹科单纯疱疹1型和2型病毒、副黏科呼吸道合胞病毒具有显著的抑制作用，抑毒指数（TI）分别为222.9、97.0和119.4，对HIV蛋白酶具有突出的抑制活性，半数有效浓度为（IC50）5.90ug/mL，对正粘科流感病毒A具有中等抑制活性，TI为69.0，神经氨酸酶IC50为145.5ug/mL，对人巨细胞病毒、鼠巨细胞病毒以及流感病毒B也有一定抑制效果，TI分别为：42.2、12.1和32.0。对呼肠孤病毒科的SA11病毒株、腺病毒科的腺病毒3型、小RNA病毒科的cox-B1-6以及手足口病病原之一cox-A16未测得抑制活性。研究发现该组分是在病毒复制周期的中/晚阶段通过抑制病毒复制或组装释放发挥抗病毒作用。 本论文首次发现、确认了白颖苔草的抗病毒活性及其活性部位，首次筛选、发现了一个抗病毒活性组分--糖苷，并探索了其抑毒作用机理，为白颖苔草作为特异性抗病毒中草药在临床的推广应用提供依据，也为研发白颖苔草糖苷抗病毒新药奠定了理论基础，具有深远的社会效益和潜在的经济价值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：研究白颖苔草的抗病毒活性，分离和寻找其抗病毒活性成分，探讨其抗病毒机理。 基本思路：中药作为当今世界上最有发展潜力的天然药物体系，是我国研制具有自主知识产权药物的重要来源。本论文在首次报道白颖苔草具有抗病毒活性的基础上，阐述了发现和寻找白颖苔草抗病毒活性糖苷的过程，探讨了其抗病毒谱和抗病毒作用机理，为研制自主创新药物奠定基础，也为白颖苔草作为药材用于治疗病毒性疾病提供理论依据。
科学性、先进性及独特之处
- 本文首次报道了白颖苔草的抗病毒活性。 首次分离到白颖苔草抗病毒活性糖苷组分。 发现对HSV-1、HSV-2、RSV的抑毒指数分别为222.9、97.0和119.4；对HIV蛋白酶半数抑制浓度为5.90ug/mL；对流感病毒的抑毒指数为69.0，神经氨酸酶半数抑制浓度为145.5ug/mL；对HCMV、MCMV以及流感病毒B也有一定抑制效果。 活性糖苷通过抑制病毒复制或组装释放发挥作用。
应用价值和现实意义
- 本研究为白颖苔草作为特异性抗病毒中草药在临床的推广应用提供依据；同时抗病毒活性糖苷的发现，也为我国研制具有自主知识产权的抗病毒新药奠定理论基础，具有深远的社会效益和潜在的经济价值。
学术论文摘要
- 目的 研究发现白颖苔草抗病毒活性组分，探讨其抗病毒机制。 方法 通过溶剂萃取、正相色谱柱、反相色谱柱以及制备HPLC、核磁共振以及LC/MS，辅以HSV-1体外模型测活跟踪，对白颖苔草抗病毒活性组分进行了分离纯化和结构剖析；采用体外细胞病变法、体外酶活性抑制法、荧光病毒法、PCR法，对抗病毒谱和抗病毒机理进行研究。 结果 抗病毒活性组分为糖苷类结构，对疱疹科HSV-1和2、副黏科RSV具有显著的抑制作用，抑毒指数（TI）分别为222.9、97.0和119.4，对HIV蛋白酶具有突出的抑制活性，半数有效浓度为（IC50）5.90ug/mL，对正粘科流感病毒A的TI为69.0，神经氨酸酶IC50为145.5ug/mL，对HCMV、MCMV及流感病毒B的TI分别为42.2、12.1和32.0。而呼肠孤病毒科SA11病毒、腺病毒3型、小RNA病毒科cox-B1-6以及cox-A16（手足口病病原之一）未测得抑制活性。机理探索初步认为其通过抑制病毒复制或组装释放发挥作用。 结论 首次发现、确认了白颖苔草的抗病毒活性及其活性部位，首次筛选、发现了一个抗病毒活性组分—糖苷，并探索了其抑毒机理。
获奖情况
- 发表论文3篇： 1：白颖苔草提取物体外抗病毒作用的实验研究，XXX, 2009, 28(1)：54-56。 2：白颖苔草抗病毒药用价值的初步研究，某大学学报，2009，28（4）期（2009年3月定稿）。 3：白颖苔草抗疱疹病毒活性的实验研究，中国药业杂志，2009，18（12）（2009年4月定稿）。 申报发明专利2项 1：白颖苔草在制备抗病毒的药物中的应用。申请号：200810138679.5。公告号：101327282A 2：白颖苔草在制备抗HIV的药物中的应用。申请号：200910020631.9
鉴定结果
- 本文剖析发现白颖苔草抗病毒活性组分结构为糖苷类化合物，并初步明确了其抗病毒谱和作用机理。其抗病毒活性经山东省医科院和中国医科院医药生物技术研究所验证。经检索未见白颖苔草及其糖苷抗病毒活性的研究资料。
参考文献
- 1胡熙明主编.《中华本草》 上海科学技术出版社, 1999，第八册: 555 2倪培忠等. 白颖苔草片剂的研制. 时珍国医国药, 2004,15(4): 223-224 3 Duan H,et al. Sesquiterpene alkaloids from Tripterygium hypoglaucum and Tripterygium wilfordii: a new class of potent anti-HIV agents. J Nat Prod, 2000, 63(3): 357-61 4 Lin YM, et a1. Antiviral activities of biflavonoids. Planta Med, 1999, 65(2): 120-5 5 Yim JH, et al. RhieLee, H. K., Antiviral effects of sulfated exopolysaccharide from the marine microalga Gyrodinium impudicum strain KG03. Mar Biotechnol (NY)，2004, 6, (1)：17-25
同类课题研究水平概述
- 病毒感染性疾病对人类健康已经构成威胁。目前应用临床的各种抗病毒药物远不能满足需要，研究新的抗病毒药物迫在眉睫。 寻找抗病毒药物一般有三大途径：一是通过对已知化合物进行结构修饰以提高活性、生物利用度，降低毒性，减少耐药；二是利用病毒分子靶点设计新化合物；三是从自然资源中分离。从自然资源获得新的化合物是研究抗病毒药物的重要环节。 中药作为最有发展潜力的天然药物体系，是我国研制具有自主知识产权药物的重要来源。建国以来，植化专家对多种植物进行了规模化筛选，获得了以青蒿素为代表的活性化合物，大量提取物如连翘、鱼腥草、板蓝根、大青叶、金银花等已得到应用。随着生物物理学等技术的应用，更多象药性抗病毒化合物也相继报道，如虎杖乙酸乙酯结晶物对HSV-1的抑毒指数是阿昔洛韦的609倍；雷公藤单体抑制HIV指数超过1000；野漆树双黄酮对流感病毒的TI达到450。自从Yim首次报道了海藻硫化多糖的抗病毒效果以来，糖、糖苷类化合物的抗病毒研究也成为热点。 有关植物中糖苷类结构抗病毒活性的研究资料，国内可见诸多报道，例如人参、甘草、柴胡、苦瓜来源的皂苷、齐墩果酸、熊果酸、连翘酯苷等对多种病毒有抑制作用。目前未见白颖苔草糖苷资料报道。 明确抗病毒作用机理，是药物应用临床的必要前提。目前广泛用于药理学研究的分子靶点包括经典的病毒入侵位点、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、蛋白酶、变构酶、解旋酶等分子位点。但病毒复制过程非常复杂，不同种属的病毒机理各异，比如疱疹科病毒基因组为双链DNA，复制具有严格的时序性，入侵宿主细胞后病毒首先激活即刻早期基因，然后顺势激活早期基因，最后激活晚期基因完成复制周期等；副粘科病毒基因组由单股、非节段性负链RNA组成，10个ORF编码不同的病毒蛋白；HIV基因组则由单股正链RNA组成节，病毒首先需要在逆转录酶的作用下，将RNA逆转录为DNA并环化、整合，然后转录表达各种功能性蛋白和结构前蛋白，然后蛋白酶将前蛋白剪切，装配释放。 可见，研究抗病毒机理尤其是新化合物的抗病毒机制，仅沿用传统的药理学研究方法远远不够，需要根据病毒的特点、药物特点制定相应的研究策略。 迄今为止，未见有关白颖苔草提取物化学成分、药理、毒理以及药效学、尤其抗病毒药效学方面的资料报道，仅见80年代一篇片剂制剂工艺资料报道和本论文对白颖苔草抗病毒活性的资料报道。
