穿山甲冠状病毒GX_P2V特性分析及抗冠状病毒新药研究

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目的针对从广西马来穿山甲体内分离的β属冠状病毒GX_P2V株进行基因组和生物学特性分析,并利用GX_P2V毒株进行抗冠状病毒药物筛选及探讨塞拉菌素抗冠状病毒机制。方法(1)对穿山甲冠状病毒GX_P2V进行基因组分析与生物学特性研究。将GX_P2V接种至Vero E6、BGM等多种细胞,利用q RT-PCR技术观察不同细胞中GX_P2V核酸水平的变化,筛选出GX_P2V可感染细胞系。通过二代测序和5’-RACE技术对GX_P2V进行重测序,使用CLC 12软件处理测序数据获得其全基因组序列,从Gen Bank等数据库下载包含SARS-CoV-2在内的49株冠状病毒序列,并利用MEGA-X软件构建它们与GX_P2V的系统进化树,并选择其中10株SARS-CoV-2相关病毒通过Clustal W工具进行核苷酸及氨基酸序列同源性分析。按不同MOI对Vero E6细胞接种GX_P2V,通过标准曲线法检测不同时间点GX_P2V核酸水平,绘制GX_P2V在Vero E6生长曲线;通过si RNA技术沉默ACE2,观察ACE2敲降细胞中GX_P2V核酸变化情况,以验证GX_P2V的入胞受体是否为ACE2。制备有蛋白或细胞保护的GX_P2V悬液,模拟复杂环境中的GX_P2V对紫外线及温度的抵抗力;依照《消毒技术规范》,检测75%酒精消毒液和复合季铵盐消毒液对GX_P2V的杀灭能力。(2)利用穿山甲冠状病毒GX_P2V建立抗冠状病毒药物筛选模型并研究塞拉菌素抗冠状病毒的能力。通过检测EC50与CC50评价瑞德西韦、氯喹等药物对GX_P2V的抑制效果,以验证抗冠状病毒药物筛选模型建立的可行性;通过直接镜下观察CPE的方法,利用GX_P2V模型在2406种临床药物中筛查有抗冠状病毒能力的化合物;评价塞拉菌素对GX_P2V、SARS-CoV-2和SADS-CoV的抑制效果,确定其广谱抗冠状病毒能力;通过SPR技术检测塞拉菌素与SARS-CoV-2的解旋酶与E蛋白的亲和力,探究其抗SARS-CoV-2机制。结果(1)GX_P2V可以感染Vero E6、BGM、HEK-293T、Calu-3、Huh-7和PK-15等细胞,但不能感染RD、SH-SY5Y和HPAEpi C等细胞,GX_P2V对Vero E6最易感。(2)测序获得了长度为29,744nt的GX_P2V基因组序列;GX_P2V与SARS-CoV-2同为β属冠状病毒,两者全基因核苷酸同源性在83.46%,各基因区段核苷酸同源性在78.96~96.93%,各蛋白同源性在74.42~100.00%,其中S蛋白同源性达92.44%。(3)GX_P2V感染Vero E6细胞后可迅速增殖复制,并且适合选择在MOI≤0.01及感染后48~72 h时对GX_P2V开展相关试验研究;si RNA沉默ACE2实验提示GX_P2V以ACE2作为入胞受体感染Vero E6细胞。(4)有蛋白或细胞保护的GX_P2V对紫外线及温度的抵抗力明显提高,即当GX_P2V处于复杂样品环境中时,须延长紫外线或56℃灭活处理的时间;75%酒精消毒液和复合季铵盐消毒液作用30s时均可有效灭活GX_P2V,但相比于75%酒精消毒液,复合季铵盐消毒液对于GX_P2V的消毒效果更佳。(5)可以抑制SARS-CoV-2的瑞德西韦、氯喹等药物亦可以在细胞水平有效抑制GX_P2V的感染,提示可以利用GX_P2V建立抗冠状病毒药物筛选模型;利用GX_P2V模型对2406种临床药物的筛查并发现3种可在GX_P2V进入细胞后发挥抑制作用的药物—塞拉菌素、千金藤素和盐酸甲氟喹。(6)塞拉菌素可以在细胞水平抑制GX_P2V、SARS-CoV-2和SADS-CoV三种冠状病毒,具有广谱抗冠状病毒能力。(7)塞拉菌素可有效结合SARS-CoV-2的解旋酶与E蛋白,其可能是塞拉菌素抗SARS-CoV-2机制。结论(1)穿山甲冠状病毒GX_P2V与SARS-CoV-2同源性较高,能够以ACE2作为受体感染细胞,并可迅速在Vero E6细胞内增殖复制,且对紫外线、热、酒精、复合季铵盐敏感。(2)可利用GX_P2V建立抗冠状病毒药物筛选模型,筛选出塞拉菌素等广谱冠状病毒抑制化合物,塞拉菌素或可通过与解旋酶和/或E蛋白结合发挥抗SARS-CoV-2效果。
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