环索奈德与基于吐根碱的化合物Dbq33b对冠状病毒复制和诱导细胞因子产生的协同抑制作用

The Synergistic Inhibition of Coronavirus Replication and Induced Cytokine Production by Ciclesonide and the Tylophorine-Based Compound Dbq33b.

作者信息Yue-Zhi Lee, Hsing-Yu Hsu, Cheng-Wei Yang, Yi-Ling Lin, Sui-Yuan Chang, Ruey-Bing Yang, Jian-Jong Liang, Tai-Ling Chao, Chun-Che Liao, Han-Chieh Kao, Jang-Yang Chang, Huey-Kang Sytwu, Chiung-Tong Chen, Shiow-Ju Lee
PMID35890406
发布时间2022-07-21
DOI10.3390/pharmaceutics14071511

实验完整度

中

研究包含体外细胞感染模型、药物处理及分子检测,但缺少动物实验和临床样本验证,实验完整度中等。

主要模型

HCT-8细胞 MRC-5细胞 Vero E6细胞

重点核对

HCoV-OC43感染MRC-5细胞,MOI=0.05,处理时间0.5至30小时 环索奈德浓度(1.25、2.5、5 μM)预处理1小时 dbq33b浓度(文中未明确说明) SARS-CoV-2感染Vero E6细胞,感染复数(文中未明确说明) 药物组合的剂量-反应矩阵分析

摘要

环索奈德是一种吸入性皮质类固醇,用于治疗哮喘,并已被重新用作轻度COVID-19患者的治疗药物,但其确切的作用机制尚不清楚。在此,我们报道环索奈德通过增加IκBα蛋白水平并显著减少p65核转位,阻断冠状病毒诱导的细胞因子IL-6、IL-8和MCP-1的产生。此外,我们发现环索奈德与dbq33b(一种有效的基于吐根碱的冠状病毒抑制剂,对冠状病毒诱导的NF-κB激活影响很小)的组合,加性和协同地降低了冠状病毒诱导的IL-6、IL-8和MCP-1细胞因子水平,并协同抑制了HCoV-OC43和SARS-CoV-2的复制。总的来说,环索奈德和dbq33b的组合值得考虑作为COVID-19患者的治疗选择,这些患者可能因高病毒载量和NF-κB介导的细胞因子风暴而不堪重负。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
环索奈德与dbq33b联合使用是否通过抑制NF-κB激活和病毒复制来协同抑制冠状病毒诱导的细胞因子产生?
核心机制
环索奈德通过增加IκBα蛋白水平,减少p65核转位,从而抑制NF-κB激活;dbq33b直接抑制冠状病毒复制,但对NF-κB影响较小;两者联合协同抑制NF-κB激活和病毒复制,从而抑制细胞因子产生。
主要证据
在HCoV-OC43感染的MRC-5细胞中,环索奈德增加IκBα蛋白水平并减少p65核转位;联合治疗协同抑制IL-8、IL-6和MCP-1的产生及病毒复制;在Vero E6细胞中协同抑制SARS-CoV-2复制。
研究意义
环索奈德和dbq33b的组合可能作为治疗COVID-19的潜在方案,同时靶向宿主因子和SARS-CoV-2,抑制病毒复制并减轻细胞因子风暴。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

鉴定tylophorine类化合物的靶点

确认dbq33b是否靶向病毒N蛋白相关核糖核蛋白复合物以及宿主IκBα mRNA和caprin-1蛋白相关核糖核蛋白复合物。

使用生物素化tylophorine pull-down实验,从HCoV-OC43感染的HCT-8细胞中拉下复合物,并通过RT-PCR和western blot分析RNA和蛋白质。

2

检测环索奈德和dbq33b对IκBα蛋白水平的影响

探究环索奈德是否增加IκBα蛋白水平,而dbq33b是否降低该水平。

用5μM环索奈德或dbq33b预处理HCoV-OC43感染(MOI=0.05)的MRC-5细胞,在不同时间点收集细胞,通过western blot检测IκBα蛋白水平。

3

评估环索奈德对p65核转位的影响

确定环索奈德是否抑制HCoV-OC43诱导的NF-κB激活。

在12孔板中培养3×10^5个MRC-5细胞,药物预处理后感染HCoV-OC43(MOI=0.05),在1或30 h.p.i.固定细胞,免疫荧光染色检测p65核转位。

4

检测HCoV-OC43诱导的细胞因子产生

鉴定HCoV-OC43感染诱导的细胞因子谱。

使用42细胞因子抗体芯片检测感染或未感染HCoV-OC43的MRC-5细胞培养上清中的细胞因子,并用ELISA验证关键细胞因子。

5

评估药物单独及联合对细胞因子产生的影响

测试环索奈德和dbq33b单独及联合对HCoV-OC43诱导的IL-6、IL-8、MCP-1产生的影响,并评估协同效应。

用不同浓度的环索奈德和dbq33b单独或联合处理HCoV-OC43感染的MRC-5细胞,在30 h.p.i.收集上清,ELISA检测细胞因子水平,并用SynergyFinder分析协同作用。

6

评估药物联合对病毒复制的影响

测试环索奈德和dbq33b联合是否协同抑制HCoV-OC43和SARS-CoV-2的复制。

在MRC-5细胞中感染HCoV-OC43(MOI=0.05),在Vero E6细胞中感染SARS-CoV-2,药物联合处理,通过免疫荧光法或噬斑实验检测病毒复制。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证机制链路
评估体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基CytivaSH30022.02
青霉素/链霉素Biological Industries03-031-1B
胎牛血清Biological Industries04-001-1A
最低必需培养基Gibco11095-080
胎牛血清VWR97068-085
环索奈德SelleckchemS4646
dbq33b----
Dynabeads M-280 链霉亲和素磁珠Invitrogen11206D
TRIzol试剂Invitrogen15596018
SuperScript IV逆转录酶Invitrogen18090050
抗p-p65 (Ser536)抗体Cell Signaling3033
抗p65抗体Cell Signaling8242
抗p-IκBα (Ser32)抗体Cell Signaling2859
抗IκBα抗体Cell Signaling9242
抗GAPDH抗体Cell Signaling2118
抗Caprin-1抗体Proteintech15112-1-AP
抗HCoV-OC43核衣壳蛋白抗体Merck MilliporeMab9013
抗Vinculin抗体GeneTexGTX109749
辣根过氧化物酶偶联抗兔IgGPerkinElmerNEF812001EA
辣根过氧化物酶偶联抗小鼠IgGGeneTexGTX213111-01
CF488A山羊抗兔IgGBiotium20012
Hoechst染料InvitrogenH3569
FITC偶联抗小鼠免疫球蛋白MP Biomedicals55499
Alexa Fluor 488山羊抗人IgGInvitrogenA-11013
细胞因子芯片试剂盒Abcamab133997
IL-6 ELISA试剂盒arigo BiolaboratoriesARG80110
IL-8 ELISA试剂盒arigo BiolaboratoriesARG80111
MCP-1 ELISA试剂盒arigo BiolaboratoriesARG80128
MCP-3 ELISA试剂盒arigo BiolaboratoriesARG82623
ENA-78 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0046
GRO-α ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H0045
ImageXpress Micro XLS高内涵筛选系统Molecular Device--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源、培养基、血清浓度、抗生素
阅读提示:Methods, Section 2.1
药物处理
环索奈德浓度、预处理时间
阅读提示:Methods, Section 2.1
病毒复制抑制实验
MOI、感染时间、检测方法(IFA或噬斑)
阅读提示:Results, Section 3.6, Figure 6
细胞因子检测
细胞因子种类、检测方法(ELISA)、时间点
阅读提示:Methods, Section 2.7, Figure 4
NF-κB激活检测
p65核转位检测方法、时间点
阅读提示:Methods, Section 2.5, Figure 3