人参皂苷 Rb2 直击寨卡病毒，体内外实验证实强效抑制力

在生物医学研究和药物开发领域，生物发光成像技术因其高信噪比而被广泛应用于细胞测定和动物成像研究。然而，传统的荧光素酶种类有限，限制了同时成像多个分子和细胞事件的能力。为了突破这一限制，科学家们开发了一种新型的ATP非依赖性荧光素酶——NanoLuc(NL)，它源自深海虾Oplophorus gracilirostris，并经过工程改造以增强蛋白质稳定性。NanoLuc作为一种小型(19 kDa)、高亮度的荧光素酶，其亮度是传统萤火虫或海肾荧光素酶的100倍，并且使用furimazine作为底物产生明亮的辉光型发光。NanoLuc的意义在于其为双报告基因生物发光分子成像提供了新的可能。它不仅可以在活体小鼠的表层和深层组织中成像，而且其生物发光随时间的变化可以用来定量肿瘤生长，甚至在少量血清中也能检测到分泌的NL。此外，NanoLuc与萤火虫荧光素酶的结合使用，为在完整细胞和活体小鼠中定量TGF-β信号传导的两个关键步骤提供了一种新型双荧光素酶成像策略，从而在正常生理、疾病和药物开发中扩展了信号转导的成像能力。NanoLuc的作用不仅体现在其高灵敏度和高稳定性上，它还具有更小的尺寸，这使得在标记细胞和蛋白质时对样本的侵入性更小，有助于保持细胞或组织的天然状态。NanoLuc的快速反应、低背景发光和多样灵活等特点，使其在生物学和医学研究中具有广泛的应用前景。因此，NanoLuc作为一种新的报告基因，不仅增强了我们对生物过程的理解和疾病机理的研究，而且在开发潜在治疗方法和疗法方面发挥了重要作用。

基本信息

英文标题：Ginsenoside Rb2 demonstrates potent antiviral activity against Zika virus infection

中文标题：人参皂苷 Rb2 对寨卡病毒感染具有强效抗病毒活性

发表期刊：《Journal of Ginseng Research》

影响因子：5.6

作者单位：

1. Tianjiu Research and Development Center for Exercise Nutrition and Foods, Hubei Key Laboratory of Exercise Training and Monitoring, College of Sports Medicine, Wuhan Sports University, Wuhan, China

2. State Key Laboratory of Virology and Biosafety, Wuhan Institute of Virology, Center for Biosafety Mega-Science, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, China

3. The Center for Biomedical Research, Department of Respiratory and Critical Care Medicine, National Health Commission (NHC) Key Laboratory of Respiratory Diseases, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China

作者信息：

Tong Wu, Ting Wang, Hanlin Chen

研究背景

寨卡病毒(ZIKV)感染可导致严重神经系统并发症(如新生儿小头症、格林 - 巴利综合征)，但目前尚无获批抗病毒药物。人参作为传统中药，其活性成分人参皂苷已被证实对多种疾病具有治疗潜力，其中人参皂苷 Rb2(G-Rb2)的抗病毒作用尚未明确。本研究旨在探讨 G-Rb2 对 ZIKV 的抑制效果及机制，通过体外细胞实验、体内动物模型及分子互作分析，验证其抗病毒活性，为 ZIKV 治疗提供新候选药物。

研究方法

实验中使用 Aedes albopictus clone C6/36、SK-N-SH、Vero、CCF-STTG1 等细胞系培养 ZIKV(ZIKV/SZ01/2016/China 株)，通过 RT-qPCR 检测病毒 RNA 拷贝数、空斑实验测定病毒滴度、CCK-8 检测细胞毒性、Luciferase 报告基因实验分析病毒复制子活性，筛选 G-Rb2 的有效浓度及作用时间;利用 I 型干扰素受体敲除(A129)小鼠建立 ZIKV 致死模型，评估 G-Rb2 不同给药方式(灌胃、腹腔注射、与病毒预混合)对小鼠存活率、体重变化的影响，通过生物发光成像(携带 Nluc 基因的重组 ZIKV)监测病毒体内分布与载量，采用免疫组化检测小鼠脑、肾、脾等组织的病毒负载;通过表面等离子体共振(SPR)分析 G-Rb2 与 ZIKV 颗粒及包膜蛋白的直接相互作用，构建 ZIKV 复制子(Rluc-ZIKV-Rep)评估其对病毒复制的影响，借助病毒与 G-Rb2 预孵育实验验证对病毒感染性的直接抑制作用。

实验结果

图1：不同人参皂苷对 ZIKV 的抑制效果及 G-Rb2 的细胞毒性

A-G 显示 100μM 浓度下，G-Rb2 对 SK 细胞内及上清中 ZIKV RNA 的降低效果最显著;

H-J 显示 G-Rb2 在 12-24 小时内对 SK 细胞无毒性，50μM 以上浓度可促进增殖，48 小时高浓度(≥200μM)才略有毒性。结果证实 G-Rb2 是抗 ZIKV 的最优人参皂苷，且安全性良好。

图2：G-Rb2 的剂量反应与抗病毒效价

A-F 显示不同 MOI(0.1、1)下，G-Rb2 随浓度升高(50-400μM)对病毒滴度的抑制作用增强，200μM 时效果最显著;

G-H 显示空斑实验验证其剂量依赖性，EC50 为 47.55μM。结果表明 G-Rb2 的抗病毒活性具有浓度依赖性，200μM 为有效治疗浓度。

图3：G-Rb2 对 ZIKV 感染小鼠的保护作用

A-B 显示预混合 G-Rb2 与病毒组小鼠存活率 100%，体重持续增长，其他给药组存活率显著高于 DMSO 对照组;

C 显示免疫组化证实 G-Rb2 可减少小鼠脑、肾、脾中的病毒负载，预混合组效果最佳。结果验证 G-Rb2 在体内的强效抗病毒及保护作用。

图4：生物发光成像显示 G-Rb2 对小鼠体内 ZIKV 的抑制

A 显示不同时间点的荧光强度，G-Rb2 处理组(尤其预混合组)荧光显著弱于对照组;

B-C 量化分析显示预混合组在第 3、5 天的病毒载量最低，优于氯喹组。结果直观证实 G-Rb2 可减少体内病毒复制与扩散。

图5：G-Rb2 直接灭活 ZIKV 的时效与浓度依赖

A 显示 14 小时预孵育后，G-Rb2 几乎完全抑制 ZIKV infectivity;

B-C 显示 1.5 小时预孵育的 EC50 为 40.43μM，200μM 处理 2 小时可使病毒滴度清零;

D 显示病毒 RNA 拷贝数稳定，提示 G-Rb2 不破坏病毒 RNA，而是直接灭活病毒颗粒。

图6：G-Rb2 与 ZIKV 包膜蛋白的特异性结合

A 为 ZIKV 复制子构建示意图;

B 显示 G-Rb2 对复制子活性无影响;

C-D 显示其主要降低上清病毒滴度，对细胞内病毒影响较小;

E-F 证实 G-Rb2 与 ZIKV 颗粒及包膜蛋白直接结合;

G 显示 G-Rg3 无结合(阴性对照)。

结果揭示其通过结合包膜蛋白阻断病毒感染。

研究结论

人参皂苷 Rb2(G-Rb2)在体外和体内均能有效抑制寨卡病毒(ZIKV)感染，其作用机制为直接结合 ZIKV 包膜蛋白，从而灭活病毒颗粒，而非影响病毒复制过程。200μM G-Rb2 可显著降低细胞中 ZIKV 滴度，与病毒预混合给药能使感染小鼠存活率达 100%，且生物安全性良好。该研究首次证实人参皂苷对黄病毒的抗病毒活性，提示 G-Rb2 作为天然提取物，具有开发为 ZIKV 治疗药物的潜力，为其他 flaviviruses 感染的治疗提供参考。