研究发现,两种野生植物的提取物可以抑制COVID-19病毒
埃默里大学的一项研究发现,两种常见的野生植物含有提取物,可以抑制导致COVID-19感染活细胞的病毒的能力。科学报告这是首次对植物提取物进行大规模筛选,以寻找对抗SARS-CoV-2病毒的效力。
在实验室培养箱测试中,从高黄花(Solidago altissima)的花朵和鹰蕨(Pteridium aquilinum)的根茎中提取的提取物都能阻止SARS-CoV-2进入人类细胞.
的活性化合物在植物中只存在极少量。研究人员强调,人们试图用它们治疗自己是无效的,而且有潜在的危险。他们警告说,事实上,鹰蕨是有毒的。
该研究的资深作者、埃默里医学院皮肤病学和人类健康研究中心副教授卡桑德拉·奎弗说:“这还处于研究的早期阶段,但我们正在努力识别、分离和扩大从提取物中提取的分子,这些分子显示出对抗病毒的活性。”“一旦我们分离出活性成分,我们计划进一步测试它们的安全性,以及它们作为对抗COVID-19药物的长期潜力。”
Quave是一名民族植物学家,研究传统人类如何将植物用作药物,以确定有前途的现代药物的新候选。她的实验室管理着Quave天然产品库,其中包含从世界各地收集的植物中提取的数千种植物和真菌天然产品。
Caitlin Risener是埃默里大学分子与系统药理学研究生项目和人类健康研究中心的博士候选人,是当前论文的第一作者。
在之前的研究中,Quave实验室重点研究了传统上人们用来治疗皮肤炎症的植物,以确定治疗耐药细菌感染的潜在分子。
鉴于COVID-19是一种新出现的疾病,研究人员采取了更广泛的方法。他们设计了一种方法,可以快速测试Quave天然产品库中的1800多种提取物和18种化合物对SARS-CoV-2的活性。
“我们已经证明,我们的天然产物库是一个强大的工具,可以帮助寻找一种新兴疾病的潜在疗法,”Risener说。“其他研究人员可以调整我们的筛选方法,在植物和真菌中寻找其他新的化合物,这些化合物可能会导致治疗一系列病原体的新药。”
SARS-CoV-2是一种带有刺突蛋白的RNA病毒,可以与宿主细胞上一种名为ACE2的蛋白质结合。Quave解释说:“病毒刺突蛋白使用ACE2蛋白几乎就像一把钥匙进入一把锁,使病毒能够闯入一个细胞并感染它。”
研究人员用SARS-CoV-2的病毒样颗粒(vlp)设计了实验,并对细胞进行了编程,使其表面过度表达ACE2。这些VLPs被剥夺了导致COVID-19感染所需的遗传信息。相反,如果VLP成功地与ACE2蛋白结合并进入细胞,它就会被编程劫持细胞的机制来激活荧光绿色蛋白。
在引入病毒颗粒之前,将植物提取物添加到培养皿中的细胞中。通过在培养皿上照射荧光灯,他们可以迅速确定病毒颗粒是否成功进入细胞并激活绿色蛋白质。
研究人员发现了一些可以防止病毒进入的提取物,然后瞄准了那些表现出最强活性的:高金菊和鹰蕨。这两个植物物种原产于北美,以传统药用而闻名于美洲原住民。
其他实验表明,植物提取物的保护作用适用于SARS-CoV-2的四种变体:alpha、theta、delta和gamma。
为了进一步测试这些结果,Quave实验室与合著者Raymond Schinazi合作,他是埃默里大学儿科学教授,埃默里大学生化药理学实验室分部主任,也是美国国立卫生研究院赞助的埃默里大学艾滋病研究中心艾滋病治疗科学工作组ob体育开户网址的联合主任。斯奇纳齐是世界抗病毒药物研发的领导者,他最为人所知的是他在突破性艾滋病药物方面的开创性工作。
斯奇纳兹实验室较高的生物安全评级使研究人员能够在实验中使用传染性SARS-CoV-2病毒而不是VLPs来测试这两种植物提取物。结果证实了高金菊和鹰蕨提取物能够抑制SARS-CoV-2与活细胞结合并感染它的能力。
Quave说:“我们的研究结果为未来利用天然产物库寻找对抗传染病的新工具或疗法奠定了基础。”
下一步,研究人员正在努力确定使两种植物提取物阻止与ACE2蛋白结合的确切机制。
对于里纳来说,这个项目最好的部分之一是她自己收集了高大的秋麒麟和鹰蕨的样本。除了从全球各地收集药用植物外,Quave实验室还到南乔治亚州约瑟夫·w·琼斯研究中心的森林进行实地考察。伍德拉夫基金会建立了该中心,以帮助保护曾经统治美国东南部的独特长叶松生态系统的最后残余之一。
里纳说:“进入大自然去识别和挖掘植物真是太棒了。”“这是很少有药理学研究生能做的事情。我将从头到脚沾满泥土,跪在地上,兴奋和幸福地微笑着。”
她还协助准备植物提取物和安装标本为埃默里植物标本室。
她说:“当你自己采集样本,晾干并保存样本时,你就得到了一种个人联系。”“这与某人在实验室里递给你一小瓶植物材料,然后说‘分析一下这个’不同。”
毕业后,瑞森纳希望从事与天然化合物研究相关的科学政策推广和教育工作。从植物中提取的一些比较著名的药物包括阿司匹林(取自柳树)、青霉素(取自真菌)和治疗癌症的紫杉醇(取自紫杉)。
“植物具有如此复杂的化学成分,以至于人类可能无法想象出所有等待被发现的植物化合物,”里纳说。“植物的巨大药用潜力凸显了保护生态系统的重要性。”
更多信息:Caitlin J. Risener等人,SARS-CoV-2病毒进入的植物抑制剂:系统发育的角度,科学报告(2023)。DOI: 10.1038 / s41598 - 023 - 28303 - x