蜂王浆主要蛋白抑制SARS-CoV-2进入和复制并减轻肺损伤

Major royal jelly proteins elicited suppression of SARS-CoV-2 entry and replication with halting lung injury.

作者信息Marwa M Abu-Serie, Noha H Habashy
PMID36584778
发布时间2023-02-15
DOI10.1016/j.ijbiomac.2022.12.251

实验完整度

包含假病毒中和、RdRp活性、肺损伤细胞模型及分子对接等多个独立实验层级,并有明确的功能和机制验证。

主要模型

ACE2-HEK293细胞 LTC-A549细胞(长期培养的A549细胞) SARS-CoV-2假型慢病毒

重点核对

PF50对SUK和SAfr假病毒中和实验的IC50值分别为7.25 μM和16.92 μM RdRp活性抑制实验的IC50值为29.93 μM 博来霉素诱导肺损伤模型中,PF50的EC为2.5 nM(最高安全剂量) 使用ACE2-HEK293重组细胞系(#79951)和LTC-A549细胞 实验重复数:中和实验n=3,RdRp实验n=2,肺损伤实验n≥3

摘要

由于高传播性和高毒力,Alpha(英国,B.1.1.7)和Beta(南非,B.1.351)SARS-CoV-2变异株与其他类型一起被归类为关注变异株。在此,我们报告了蜂王浆(RJ)蛋白组分(PF)50(主要为蜂王浆蛋白2及其异构体X1)对使用慢病毒系统的这些变异株进入ACE2-人胚胎肾(HEK)293细胞的影响。还评估了PF50对SARS-CoV-2复制(RNA依赖性RNA聚合酶“RdRp”活性)的效率,以及其对博来霉素诱导的体外肺损伤的影响。PF50有效抑制了带有英国和南非变异株刺突的假型慢病毒颗粒感染肾细胞(IC50分别为7.25 μM和16.92 μM),并抑制了RdRp活性(IC50=29.93 μM)。此外,PF50通过其抗氧化、抗炎和血管紧张素II阻断活性显示出对肺损伤的保护和治疗功效。综上所述,目前的研究结果为PF50作为对抗COVID-19的有前景的药物提供了新的视角。

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
PF50是否能抑制SARS-CoV-2变异株的进入和复制,并减轻肺损伤?
核心机制
PF50通过与S蛋白RBD结合并阻断ACE2相互作用,抑制病毒进入;通过与RdRp的NSP8/NSP7结合位点结合,抑制RdRp活性;通过抗氧化、抗炎和调节ACE/ACE2平衡及阻断Ang II-AT1R相互作用减轻肺损伤。
主要证据
假病毒中和实验、RdRp活性测定、博来霉素诱导肺损伤模型及分子对接分析。
研究意义
PF50作为对抗SARS-CoV-2进入、复制和并发症的潜在高效药物,为开发新型抗病毒策略提供基础。

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

PF50的纯化和鉴定

获得并验证PF50蛋白组分。

从新鲜埃及蜂王浆中通过硫酸铵沉淀、透析和CM-Sephadex离子交换层析纯化PF50,并用SDS-PAGE分析分子量。

2

SARS-CoV-2假病毒中和实验

评估PF50抑制SARS-CoV-2变异株进入细胞的能力。

将PF50与SUK或SAfr假病毒预孵育,然后加入ACE2-HEK293细胞,培养48小时后检测荧光素酶活性。

3

RdRp活性抑制实验

评估PF50对SARS-CoV-2 RdRp酶活性的影响。

使用SARS-CoV-2 RdRp均相测定试剂盒,将PF50与RdRp预孵育,然后测定RNA合成活性。

4

博来霉素诱导的体外肺损伤模型

建立肺损伤模型并评估PF50的保护和治疗作用。

将LTC-A549细胞暴露于博来霉素,然后用PF50或秋水仙碱进行处理或预处理,评估细胞活力、形态和生化参数。

5

肺损伤相关机制分析

研究PF50对氧化应激、炎症、ACE/ACE2平衡和细胞凋亡的影响。

检测ROS、GSH、TNF-α、NOX活性、ACE/ACE2活性,以及NF-κB、iNOS、TGF-β和纤连蛋白的mRNA表达。

6

分子对接分析

预测PF50与S蛋白、RdRp、NOX2、ACE2、ACE和AT1R的结合机制。

利用GRAMM-X、HDOCK和PatchDock服务器进行分子对接,并分析结合亲和力。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
ACE2-HEK293重组细胞系BPS Bioscience79951
生长培养基1 NBPS Bioscience79801
MEM培养基----
胎牛血清----
非必需氨基酸----
青霉素-链霉素----
嘌呤霉素----
A549细胞American Type Culture CollectionCCL-185
SARS-CoV-2假病毒(英国B.1.1.7)BPS Bioscience78112
SARS-CoV-2假病毒(南非B.1.351)BPS Bioscience78142
复苏培养基1BPS Bioscience60187
抗S抗体(C-A11)BPS Bioscience101024
ONE-Step荧光素酶试剂BPS Bioscience60690
Corning 96孔白色透明底板Corning3610
CellTiter-Glo试剂盒Promega7571
CM-SephadexSigma-Aldrich--
蛋白酶抑制剂混合物Sigma-Aldrich--
MTTSigma-Aldrich--
碘化丙啶Sigma-Aldrich--
溴化乙锭Sigma-Aldrich--
吖啶橙Sigma-Aldrich--
DCFH-DASigma-Aldrich--
NADPHSigma-Aldrich--
还原型谷胱甘肽Sigma-Aldrich--
DTNBSigma-Aldrich--
SilverQuest银染试剂盒Thermo FisherLC6070
FITC-Annexin VElabscienceE-CK-A111
链霉亲和素偶联供体微珠PerkinElmer6760002S
博来霉素Celon Labs Pvt. Limited--
秋水仙碱El Nasr Pharmaceutical Chemicals Co.--
ACE2检测试剂盒BioVisionK897
ACE检测试剂盒Elabscience BiotechnologyE-BC-K003-S
GeneJET RNA纯化试剂盒Thermo Scientific--
cDNA合成试剂盒Thermo Scientific--
2× SYBR green预混液试剂盒Thermo Scientific--
正反向引物Bioneer--
TNF-α ELISA试剂盒RayBiotech--

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
ACE2-HEK293细胞培养条件(培养基组分、嘌呤霉素浓度)
阅读提示:Methods 2.1
假病毒中和实验
PF50浓度范围(12–0.004 μM)、预孵育时间、感染时间、IC50值
阅读提示:Methods 2.4, Results 3.4, 3.5, Figure 2, 3
RdRp活性检测
PF50浓度范围(120–0.002 μM)、酶浓度、预孵育和反应时间
阅读提示:Methods 2.5, Results 3.6, Figure 4
肺损伤模型
LTC-A549细胞制备(培养25天)、博来霉素IC50、PF50和秋水仙碱浓度
阅读提示:Methods 2.6, Results 3.7
分子对接
PDB ID、服务器、结合亲和力计算
阅读提示:Methods 2.7, Results 3.2, 3.6, 3.9-3.11