Licochalcone B

点击上方“蓝字”关注我们 今天为大家介绍的是2025年发表在Molecular Biomedicine (IF=10.1)杂志的文章。该文章由中国中医科学院中药研究所崔晓兰/邓欣祺团队、北京中医药大学王春国团队完成。题为“Itaconate reduces viral endocytosis by targeting Cys128 of the adaptor-related protein complex 1 gamma 1 subunit in the host, providing a novel target for antiviral drug development”。 该团队提出了一种基于内源性代谢物非经典功能靶点发现及中药功效成分筛选策略。通过该策略本文发现了一种新的广谱抗病毒机制，通过该机制，衣康酸和甘草查尔酮B（Licochalcone B）均能靶向AP1G1的Cys128残基，破坏AP1G1与网格蛋白（clathrin）的相互作用，减少病毒内吞从而发挥抗病毒作用。这种靶向调控可调节内吞途径中宿主蛋白的功能，从而提供一种既能保持广谱抗病毒效力，又能最大限度降低脱靶毒性的新策略。 （点击左下角“阅读原文”查看），下面随小编一起来看一看↓↓↓ 【摘  要】 传统的抗病毒策略主要依赖于疫苗和病毒蛋白靶向药物，这些策略均采用病毒靶向策略。然而，病毒的快速变异常常导致疫苗失效和耐药性，凸显了这些传统方法的局限性。因此，开发新型广谱、宿主靶向的抗病毒策略已成为重要的研究方向。衣康酸是一种内源性免疫调节代谢物，可通过翻译后修饰抑制病毒复制；然而，其抑制病毒内吞作用的机制尚不明确。本研究表明，衣康酸通过共价修饰衔接蛋白复合物1γ1亚基（AP1G1）的Cys128位点来抑制病毒内吞作用，从而为宿主靶向抗病毒药物的研发提供了一个新的靶点。研究发现，衣康酸与AP1G1的Cys128位点结合，削弱其与网格蛋白的相互作用，从而抑制网格蛋白介导的病毒颗粒摄取，降低细胞对病毒感染的易感性（即细胞被病毒感染并发生感染的可能性）。此外，天然产物甘草查尔酮B也被证实靶向与衣康酸相同的位点。在BEAS-2B细胞模型和鼠感染模型中，甘草查尔酮B均能使肺部病毒载量降低95%以上。本研究首次提出并验证了靶向AP1G1抑制广谱病毒感染的可行性，阐明了衣康酸介导调控的新型分子机制，为广谱抗病毒药物的研发提供了新的靶点，并将甘草查尔酮B鉴定为一种有前景的广谱抗病毒药物。 01 研究背景及科学问题 在本研究中，研究者聚焦于内源性代谢物的非经典功能靶点发现中的价值，并进一步从中药功效成分中筛选出可靶向该机制的先导化合物。研究者发现衣康酸在多种病毒（H1N1、RSV、HCoV229E）感染过程中被大量消耗。基于该现象从机制层面深入研究，揭示衣康酸直接结合AP1G1蛋白的Cys128残基，破坏AP1G1与clathrin之间的相互作用，从而抑制病毒内吞过程，发挥广谱抗病毒作用。这一发现不仅确认了AP1G1作为内源性代谢物衣康酸调控的非经典功能靶点，也凸显了其在抗病毒药物开发中的潜力。在此基础上，研究者从甘草中筛选到Licochalcone B，该化合物能够与衣康酸竞争结合AP1G1的同一Cys128位点。在BEAS2B细胞模型及小鼠感染模型中，Licochalcone B均表现出显著的抗病毒效果，使肺病毒载量降低95%以上。该结果不仅验证了AP1G1作为广谱抗病毒靶点的可行性，也确立了Licochalcone B作为源自中药的先导化合物，具备进一步开发为抗病毒药物的前景。综上，本研究通过内源性代谢物—非经典功能靶点—中药活性成分的整体研究模式，提供一种既能保持广谱抗病毒效力，又能最大限度降低脱靶毒性的新策略。 图1: 衣康酸靶向AP1G1抑制病毒内吞的分子机制 02 重要发现及亮点 1. 衣康酸共价修饰宿主蛋白半胱氨酸残基降低宿主细胞对病毒感染的易感性 研究发现，多种病毒（H1N1、RSV和HCoV-229E）感染后，BEAS-2B细胞内及培养基中的衣康酸浓度均下降。提示病毒感染期间宿主细胞会消耗衣康酸。进一步实验证实，衣康酸处理后细胞对病毒的易感性显著降低，表明衣康酸在抗病毒感染过程中发挥关键作用。研究者通过构建衣康酸的可点击探针探究病毒感染期间衣康酸对宿主蛋白的修饰作用。结果显示，衣康酸-蛋白互作复合物数量增加。进一步用巯基阻断剂IAA处理后衣康酸修饰信号显著降低。表明衣康酸结合于宿主蛋白的半胱氨酸残基。以上结果表明，衣康酸可能通过修饰宿主蛋白的半胱氨酸残基，降低细胞对病毒的易感性。 图2: 衣康酸可能通过修饰宿主蛋白的半胱氨酸残基，降低细胞对病毒的易感性 2. 衣康酸通过靶向AP1G1降低宿主细胞对病毒的易感性 为了鉴定衣康酸修饰蛋白的身份，研究者采用基于衣康酸的可点击探针进行铜(I)-催化炔-叠氮环加成（CuAAC）化学生物正交实验并结合热蛋白质组学（TPP）技术。鉴定并验证AP1G1是衣康酸的非经典功能靶点。研究者进一步探究衣康酸的功能调控机制。结果显示衣康酸处理不影响AP1G1的表达水平，而AP1G1过表达会削弱衣康酸的抗病毒效果且AP1G1敲低会增强衣康酸的抗病毒效果。这些结果表明，衣康酸可能通过靶向AP1G1降低宿主细胞对病毒的易感性。 图3: 衣康酸通过靶向AP1G1降低宿主细胞对病毒的易感性 3. 衣康酸干扰AP1G1与clathrin的相互作用AP复合物通过clathrin介导的内吞促进病毒入侵。研究者发现，AP1G1与AP复合物相似，病毒感染时AP1G1与网格蛋白互作以促进病毒内吞。研究进一步发现，衣康酸处理可将AP1G1滞留细胞质，阻断其与网格蛋白结合。过表达ACO1（催化生成衣康酸的酶）升高内源性衣康酸，减少AP1G1膜定位，降低病毒RNA水平；反向敲除IDH（负反馈调控衣康酸）则降低衣康酸，使AP1G1膜定位增加、与网格蛋白互作增强，病毒RNA水平上升。这些结果表明，衣康酸通过调控AP1G1亚细胞定位及与网格蛋白互作，抑制病毒内吞。 图4: 衣康酸通过调控AP1G1亚细胞定位及与网格蛋白互作调控病毒内吞 4. 衣康酸干扰AP1G1与clathrin的相互作用 研究发现衣康酸通过迈克尔加成反应修饰AP1G1（而非硫酯键连接）。研究者进一步开展蛋白截短、重组表达及定点突变实验锁定AP1G1的Cys128位点为衣康酸的修饰位点。为阐明衣康酸结合Cys128的调控功能，研究者考察了C128A突变产生的影响。结果显示，C128A突变不影响AP1G1亚细胞定位，也不破坏其与网格蛋白的互作，但会导致细胞中的衣康酸无法将AP1G1滞留于细胞质，并消除了衣康酸对病毒入侵的抑制。分子对接结果显示，Cys128位于AP1G1-网格蛋白互作界面，而衣康酸结合于Cys128可能会妨碍AP1G1-网格蛋白互作、抑制病毒内吞。Co-IP实验显示，突变仅阻断衣康酸结合，不破坏蛋白互作。这些结果表明，衣康酸通过修饰AP1G1的Cys128位点抑制其与网格蛋白互作，发挥抗病毒作用。 图5: 衣康酸靶向AP1G1的Cys128位点，通过阻断其与网格蛋白的相互作用发挥抗病毒效应 5. 通过TPP分析筛选AP1G1相互作用的小分子 研究者进一步针对衣康酸的非经典功能靶点AP1G1，从常用抗病毒中药中寻找替代小分子。通过热偏移曲线筛选，发现甘草根及根茎含AP1G1互作小分子，进一步鉴定出Licochalcone B为强效互作分子。利用限制性酶解-质谱（LiP-MS）技术分析其结合位点：73个半特异性肽段显示蛋白酶可及性变化，且N端Leu126（紧邻Cys128）的可及性改变，提示Cys128可能是Licochalcone B的潜在结合位点。 图5: Licochalcone B可能结合AP1G1的Cys128残基替代衣康酸 6. Licochalcone B是降低宿主呼吸道病毒易感性的衣康酸替代物 为考察Licochalcone B能否功能性替代衣康酸，检测其与AP1G1 Cys128的结合及抗病毒活性。分子对接显示Licochalcone B可特异性结合AP1G1的His163、Lys156等残基，热稳定性实验进一步证实二者存在互作。此外，Licochalcone B能竞争抑制ITAP与AP1G1结合及衣康酸修饰。表明Licochalcone B与衣康酸竞争结合AP1G1 Cys128同一残基。在小鼠感染模型中，小鼠血液、肺组织均检测到Licochalcone B，支持其治疗潜力。研究进一步通过检测病毒RNA水平及肺指数评估Licochalcone B对小鼠H1N1、RSV、HCoV-229E肺部感染的影响。结果显示Licochalcone B可以降低病毒载量、减轻肺损伤，从而缓解病毒诱导的肺损伤。此外，体外细胞实验结果显示，Licochalcone B使病毒基因组拷贝数降超95%。这些结果表明，Licochalcone B靶向AP1G1 Cys128，降低宿主对呼吸道病毒易感性，发挥与衣康酸相似的作用。 图6: Licochalcone B通过靶向AP1G1的Cys128位点，抑制宿主对呼吸道病毒的易感性，发挥与衣康酸相近的抗病毒作用 本文小结 亮/点/与/应/用/前/景 研究者首次鉴定出AP1G1的Cys128位点为抑制呼吸道病毒入侵的关键靶点。衣康酸及其可替代小分子Licochalcone B可以特异性修饰AP1G1的Cys128残基，从而干扰AP1G1的膜转位过程及其与网格蛋白的相互作用，最终阻断病毒内吞。研究者展示了一条内源性代谢物基于翻译后修饰发挥抗病毒功能的新机制，该机制独立于经典的免疫调节通路。鉴于AP1G1的高度保守性，靶向Cys128位点或赋予其广谱抗病毒潜力，为后续开发安全高效的抗病毒疗法提供了重要的转化研究依据。此外，本研究为内源性代谢物非经典功能靶点发现并进一步筛选中药功效成分提供了实验依据和研究范式。 【Citation】Deng X, Chen H, Huang Z, He R, Rao Q, Xu L, Xu Z, Zhao N, Peng Y, Li M, Liu X, Ma T, Cui X, Wang C. Itaconate reduces viral endocytosis by targeting Cys128 of the adaptor-related protein complex 1 gamma 1 subunit in the host, providing a novel target for antiviral drug development. Mol Biomed. 2025 Nov 10;6(1):105. 【贡献】★★★★★ 尽管研究结果令人鼓舞，但仍需指出一些局限性。首先，甘草查尔酮B仍处于临床前研究阶段，其药代动力学特性，包括代谢和生物利用度，仍需进一步研究。衣康酸的特点是代谢迅速且生物利用度低，这可能同样影响甘草查尔酮B的疗效。因此，优化甘草查尔酮B的制剂和给药策略对于将其推进为具有临床应用前景的先导化合物至关重要。此外，本研究的局限性在于未在动物模型中验证该机制的适用性。因此，未来需要开展更多研究来验证这些发现，首先在合适的动物模型中进行验证，随后在临床环境中进行验证。此类研究对于增进我们对宿主抗病毒感染防御机制的理解至关重要。 免责声明：本公众号尊重并倡导保护知识产权，本文所引述观点、言论、图片及其他信息仅供参考和资讯传播之目的，希望能给读者带来科研的灵感。文章素材来源于 Mol Biomed 官网原文编译，部分来源在线网站，如涉及版权，联系删除! 推荐阅读 【中科院1区｜肝脏与胃肠病学TOP期刊】J Hepatol (IF=26.8)丨北京大学崔一民/安徽医科大学王华报道甲状腺激素受体激动剂HSK31679治疗MASLD 【中科院1区｜Cell子刊】重磅发现 | Cell Metabolism (IF=27.7) 报道上海交通大学附属第六人民医院陆炎教授团队去泛素化酶RPN11是治疗代谢相关性脂肪性肝病的潜在新靶标 【中科院1区｜材料学TOP期刊】Adv Sci (IF=14.3) | 中国药科大学/浙江大学徐晓军、李萍与杨巍教授合作报道人参皂苷Rg3预防帕金森病的新机制 Guest author | 钟和笙 Editor | Fancy Max 我知道你在看哟