本發(fā)明屬于中醫(yī)醫(yī)藥，具體為大黃素作為核糖核酸內(nèi)切酶抑制劑的新用途。

背景技術(shù)：

1、nsp15，即非結(jié)構(gòu)蛋白(nonstructural?protein，nsp)15，是冠狀病毒編碼的一種尿嘧啶特異性核糖核酸內(nèi)切酶，參與病毒基因組的合成和病毒免疫逃逸。具體來說，在病毒復(fù)制過程中，病毒rna基因組被翻譯并被宿主和病毒蛋白酶切割成1-16個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白組成復(fù)制轉(zhuǎn)錄復(fù)合體(replication?and?transcription?complex,rtc)。rtc復(fù)制病毒正義鏈rna以產(chǎn)生負(fù)義鏈rna，然后負(fù)義鏈rna作為模板產(chǎn)生新的正義鏈基因組rna和亞基因組mrna(subgenomic?mrnas,sgmrnas)。這一過程生成了帶有尿苷的5'端的短鏈rna和長的雙鏈rna(double-stranded?rna，dsrna)中間體，這些rna可以被宿主細(xì)胞中的模式識(shí)別受體，如rig-i樣受體(rig-i-like?receptors，rlrs)、蛋白激酶r(protein?kinase?r，pkr)、寡腺苷酸合成酶(oligoadenylate?synthetase，oas)和黑色素瘤分化相關(guān)基因5(melanomadifferentiation-associated?gene?5，mda5)所識(shí)別，進(jìn)而激活宿主細(xì)胞中i型(type?iinterferons，ifn-i)和iii型干擾素(type?iii?interferons，ifn-iii)反應(yīng)，促進(jìn)先天免疫和抗病毒免疫反應(yīng)。nsp15的c端具有endou(uracil-specific?endoribonuclease)結(jié)構(gòu)域，此結(jié)構(gòu)域使得nsp15能夠特異性地識(shí)別并切割病毒rna轉(zhuǎn)錄過程中產(chǎn)生的短鏈rna及dsrna中間體中的尿苷殘基。這一活性促使其生成帶有2',3'-環(huán)狀磷酸末端的rna斷裂片段，這種特殊的斷裂片段對病毒的免疫逃逸機(jī)制至關(guān)重要。nsp15通常以六聚體形式活躍參與病毒的復(fù)制過程，這種結(jié)構(gòu)不僅穩(wěn)定了其空間構(gòu)型，還顯著增強(qiáng)了nsp15的核糖核酸內(nèi)切酶活性。通過這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，nsp15能夠更有效地切割病毒rna中的尿苷，降解干擾素刺激的信使rna，減少干擾素介導(dǎo)的抗病毒蛋白的生產(chǎn)，從而幫助病毒在早期感染階段逃避免疫監(jiān)測，使其在宿主細(xì)胞內(nèi)的存活和復(fù)制，進(jìn)而可以有效地傳播和感染更多細(xì)胞。

2、2020年，研究人員成功解析了nsp15的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其與sars-cov和mers-cov中的nsp15具有高度的結(jié)構(gòu)相似性。具體表現(xiàn)為，在結(jié)構(gòu)上三者均為兩個(gè)三聚體組成了具有活性的六聚體，并且三者的α-螺旋和β-折疊的位置顯高度一致。其次，活性位點(diǎn)中的殘基his235、his250、lys290、thr341、tyr343和ser294在三種病毒中高度保守，揭示了它們在催化過程中的核心角色。例如，his235和his250可能參與了質(zhì)子轉(zhuǎn)移，影響催化活性；而lys290、thr341和tyr343可能對底物的識(shí)別和結(jié)合起到關(guān)鍵作用。此外，sars-cov-2?nsp15與sars-cov?nsp15的序列相似性高達(dá)95％，與mers-cov?nsp15的序列相似性約為65％，這說明了nsp15在冠狀病毒進(jìn)化中序列高度保守，強(qiáng)調(diào)了nsp15作為潛在的廣譜抗病毒藥物靶點(diǎn)的重要性。

3、目前，已有多種臨床藥物被報(bào)道可以抑制nsp15的活性，其中包括環(huán)索奈德(ciclesonide)和替吡嘧啶(tipiracil)。環(huán)索奈德是一種用于治療哮喘的吸入性皮質(zhì)類固醇，研究發(fā)現(xiàn)它可以通過抑制nsp15的活性來阻斷sars-cov-2和mers-cov的復(fù)制。但是長期或高劑量使用糖皮質(zhì)激素可能引起一系列副作用，如免疫抑制、皮質(zhì)醇抑制或骨質(zhì)疏松等。在covid-19的治療中使用更高劑量的環(huán)索奈德是否安全，尚未得到充分驗(yàn)證。另一方面，替吡嘧啶作為一種經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的化合物，主要用于化療藥物中，通過抑制胸苷磷酸合成酶來延長藥物在體內(nèi)的半衰期，臨床上用于治療胃癌和直腸癌。研究發(fā)現(xiàn)替吡嘧啶能夠與nsp15中的尿苷結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，抑制其核酸內(nèi)切酶活性。然而，鑒于替吡嘧啶主要用于治療癌癥，其在正常細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞中的作用機(jī)制可能存在差異，這可能導(dǎo)致細(xì)胞毒性或其他副作用。因此，目前已知的nsp15抑制劑的抗病毒效果及安全性仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

4、近年來，中醫(yī)藥領(lǐng)域的研究得到了顯著加深和擴(kuò)展，特別是在中藥及其單體化合物的研究上。這些中藥和單體因其優(yōu)良的耐受性及較低的副作用，在預(yù)防及長期治療病毒感染方面展現(xiàn)了顯著的潛力和優(yōu)勢。鑒于目前已知的nsp15抑制劑的局限性，為減少依賴傳統(tǒng)合成藥物的風(fēng)險(xiǎn)，尋找天然的nsp15抑制劑顯得尤為重要。這不僅能夠豐富我們對中藥抗病毒機(jī)理的理解，還可能開辟新的防治病毒感染的途徑，為全球公共衛(wèi)生貢獻(xiàn)新的策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有冠狀病毒抑制劑研究中特定酶靶點(diǎn)的研究不足及廣譜性抗病毒藥物稀缺等問題，本發(fā)明提供了大黃素作為冠狀病毒核糖核酸內(nèi)切酶nsp15抑制劑的新用途，實(shí)現(xiàn)的目的為，發(fā)現(xiàn)大黃素能夠通過抑制nsp15的活性，從而對sars-cov、mers-cov、sars-cov-2的復(fù)制環(huán)節(jié)都具有抑制作用，具有普適性，從而可以得到具有廣譜抗病毒的抑制劑。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為，大黃素作為制備核糖核酸內(nèi)切酶抑制劑的新用途，大黃素通過抑制nsp15的核糖核酸內(nèi)切酶活性抑制病毒的復(fù)制和傳播。

3、進(jìn)一步的，所述的病毒為冠狀病毒。

4、進(jìn)一步的，所述冠狀病毒為sars-cov、mers-cov、sars-cov-2。

5、本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，大黃素通過抑制nsp15中的核糖核酸內(nèi)切酶活性，還能夠增強(qiáng)宿主的干擾素反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)抗病毒和增強(qiáng)抗病毒的效果。

6、綜上，本發(fā)明所具有的有益效果是，本發(fā)明明確了大黃素的作用靶點(diǎn)，并進(jìn)一步揭示了大黃素在防治冠狀病毒感染方面的有效性，及其通過抑制病毒復(fù)制環(huán)節(jié)發(fā)揮抗病毒作用的環(huán)節(jié)，其作用于參與復(fù)制環(huán)節(jié)的nsp15的高度保守區(qū)域，體現(xiàn)了其廣譜抗病毒的潛力，這些研究為廣譜抗冠狀病毒的新藥研發(fā)提供了候選藥物和科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)了抗病毒中藥的臨床應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.大黃素作為核糖核酸內(nèi)切酶抑制劑的新用途，其特征在于，所述核糖核酸內(nèi)切酶為nsp15。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，大黃素通過抑制核糖核酸內(nèi)切酶nsp15的活性，從而抑制病毒的復(fù)制和傳播。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，大黃素通過抑制nsp15酶活性，恢復(fù)宿主的干擾素反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)抗病毒和增強(qiáng)抗病毒效果。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用途，其特征在于，所述的病毒為冠狀病毒。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用途，所述冠狀病毒為sars-cov、mers-cov、sars-cov-2。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開的大黃素作為核糖核酸內(nèi)切酶抑制劑的新用途。大黃素通過抑制NSP15核糖核酸內(nèi)切酶活性抑制病毒的復(fù)制和傳播、恢復(fù)宿主干擾素反應(yīng)以增強(qiáng)抗病毒效果。其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明明確了大黃素的作用靶點(diǎn)，并進(jìn)一步揭示了大黃素在防治冠狀病毒感染方面的有效性，及其通過抑制病毒復(fù)制環(huán)節(jié)發(fā)揮抗病毒作用的環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了其廣譜抗病毒的潛力，這些研究為廣譜抗冠狀病毒的新藥研發(fā)提供了候選藥物和科學(xué)依據(jù)，推動(dòng)了抗病毒中藥的臨床應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：李寧,許若丹,曹璨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19