主题：【分享】【金秋计划】葛根通过转录因子EB促进溶酶体生物发生抵抗病毒感染

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发表于：2024/09/08 20:35:06 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

葛根为豆科植物野葛Pueraria lobata (Willd.) Ohwi的干燥根，味甘、辛，入脾胃经，具有解表退热、生津止渴和升阳透疹的功效^[1]。在传统中医方剂如葛根汤、葛根芩连汤、柴葛解肌汤等复方中均重用葛根以发挥药效。现代药理学研究表明，葛根汤颗粒可治疗小鼠病毒性肺炎^[2]；葛根芩连汤发酵液抑制Toll样受体7（Toll-like receptor 7，TLR7）表达减少肺组织病毒载量，在流感治疗中发挥抗炎作用^[3]。另外，葛根所含成分葛根素^[4]可以作为神经氨酸酶抑制剂发挥抗流感作用^[5-6]，也可通过调节干扰素信号传导抵御猪流行性腹泻病毒（porcine epidemic diarrhea virus，PEDV）感染^[7]。上述研究表明，葛根具有潜在的广谱抗病毒功能。然而，目前对葛根单味药的抗病毒机制研究十分有限，关于葛根抗病毒药理研究不能很好地揭示其广泛的抗病毒谱。提示可能存在某种共性的宿主因素在葛根抗病毒过程中发挥了关键作用。

溶酶体作为细胞内负责降解和循环利用的细胞器，通过内吞和自噬等过程在维持细胞内稳态和代谢调节中发挥着至关重要的作用^[8]，参与包括炎症、抗原呈递和抗病原体防御等免疫功能。研究表明，溶酶体在抗病毒过程中发挥重要作用，其中的酸性水解酶可以降解吞噬入细胞的病毒颗粒，限制病毒在细胞内的复制和传播，发挥抗病毒功能^[9-10]。溶酶体生物发生的功能异常促进病毒感染，并可诱发免疫疾病的发生与进展，如新冠感染重症化和自身免疫性疾病。最新的研究表明，促进溶酶体的生物发生在调控细胞内环境平衡、清除异常蛋白质和有害物质、维持细胞稳态等方面发挥重要作用^[11-12]。

目前，葛根单味药的抗病毒现象和机制报道较为有限，探究其抗病毒药理作用与机制具有重要意义。本研究利用病毒感染细胞和动物模型，评价葛根水提物体内外对多种病毒的抑制作用；通过对比转录因子EB（transcription factor EB，TFEB）基因敲除细胞与野生型细胞中葛根的抗病毒功能，初步阐明其依赖TFEB通路促进溶酶体生物发生，发挥对病毒的抵抗作用。本研究揭示了葛根抗病毒感染的临床应用的细胞学机制，并提供了中医药抗病毒感染的新靶点。
葛根性凉味甘，善于解表退热，可帮助清除外邪，提升机体抵抗力；升阳止泻有助于调节肠道功能，维护肠道免疫屏障；脱毒外出能清除体内毒素，减轻炎症，维持免疫系统正常功能。这些作用使葛根被认为在中医理论中具有调节免疫功能的作用，有助于增强免疫力以增强机体抗病功能。同时，葛根作为药食同源中药，具有应用广泛、安全性高的特点^[24]。现有临床治疗多以含葛根的复方形式出现，用于扩张血管、改善微循环、抗炎镇痛、免疫调节^[25-29]。此外，葛根中的活性成分葛根素影响的免疫调节功能也被广泛报道，葛根素通过促进巨噬细胞发生M2极化抑制脂多糖诱导的炎症反应；葛根素促进核因子E2相关因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor2，Nrf2）表达和核转位，减少活性氧积累和脂质过氧化，提高细胞抗氧化能力^[30-31]。然而，鲜有葛根单味药的抗病毒研究。因此，阐明葛根的抗病毒功能与机制，有利于其药用价值的进一步提升。溶酶体抵抗病毒感染引发的细胞应激的过程中，细胞自噬发挥了重要的调节作用。细胞自噬作为一种细胞保守的防御机制，可将病毒或病毒蛋白运送到溶酶体进行降解，激活先天性和适应性免疫反应，并减少病毒感染诱导的细胞死亡^[32-33]。于此，SARS-CoV-2通过抑制自噬溶酶体的形成和功能导致溶酶体损伤，发挥了病毒的逃逸功能^[34]；流感病毒通过复制干扰细胞自噬并阻断溶酶体融合，增加自噬体的积累，促进病毒复制^[35]；细胞自噬保护中枢神经系统免受Sindbis病毒感染等^[36]。TFEB是维持溶酶体功能稳态的核心转录因子之一，在细胞受到应激信号刺激后转录入核，激活一系列与自噬和溶酶体功能相关的基因，提升细胞内病原体清除与细胞应激状修复能力^[37]。在本研究中，利用RNA转录组测序和生物信息学分析了葛根水提物处理后的细胞样品，发现其处理促进溶酶体功能、自噬溶酶体相关功能的基因上调表达并被显著富集；并用实验验证溶酶体生物合成相关基因，如Lipa、Ctsd、Ctso等表达显著上调。在此基础上，本研究进一步探究了葛根的抗病毒功能与溶酶体生物发生相关的关键TFEB信号通路的关系。利用野生型与Tfeb敲除细胞结合病毒感染模型，研究初步证明了葛根的抗病毒功能部分依赖于TFEB信号通路。本研究采用了多种病毒（包括VSV、H1N1、EMCV和HSV-1）感染的细胞模型，结合流式细胞术和qRT-PCR等技术，揭示葛根水提物在细胞水平对上述病毒都展现出抗病毒复制作用，并呈现剂量相关性。利用H1N1病毒滴鼻感染模型，发现葛根水提物治疗延长感染小鼠的生存时间，缓解小鼠的体质量下降情况；小动物CT结果显示葛根水提物能够有效减少病毒感染引发的“白肺”状况；并证明葛根水提物处理降低病毒感染小鼠肺组织的病毒载量。本研究揭示了葛根在细胞内抵抗VSV、H1N1、EMCV和HSV-1病毒复制的作用，并在小鼠体内抑制H1N1病毒的感染，其通过TFEB信号通路促进细胞溶酶体的生物发生从而发挥抗病毒的功能。本研究不仅明确了葛根体内外的抗病毒复制作用，还为以TFEB为靶标的中医药抗病毒研究提供了新的研究思路。

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