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艾滋病(AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的一种严重威胁人类生命健康的疾病。目前在全球已呈爆发性流行趋势,其主要传播形式是未保护的性接触,超过90%的感染由此引起。鉴于安全套的使用在大多数情况下无法保证,开发有效的杀微生物剂来预防HIV的性接触传播是目前全球艾滋病预防的首要任务和重要课题。
最近几年,有关HIV-1病毒和细胞膜融合导致病毒基因组进入宿主细胞的分子过程已逐渐被阐明。这些对病毒进入机制的研究使得干涉病毒进入的治疗和预防成为可能。阻断这一病毒生命周期中重要的环节,将可能有效控制HIV的传播与繁殖,是目前开发杀微生物剂的主要策略。
本文将介绍一个全新的HIV融合抑制剂的研究开发工作:
(1) 运用生物信息学揭示HIV-1膜蛋白gp41N端和C端结构域的结构与功能关系,并根据gp41蛋白的三维晶体结构,采用分子设计技术和定点突变技术,以C34为突变起始多肽,设计出含34个氨基酸的多肽FB006,目的是增加药物溶解度和抗病毒活性。计算机模拟分析显示,FB006在亲水性和α-螺旋倾向上比C34增强。
(2) 用标准固相Fmoc多肽合成法合成FB006。采用反相高效液相色谱分离提纯粗肽并检测,其纯度可达95%以上;采用液质联用质谱仪测定分子量为4368.1道尔顿;其在pH7.4 20mM的PBS中25oC的溶解度为12.8 mg/ml,比C34提高约2倍。
(3) 在pH7.4、6.0、3.0下进行90天pH稳定性研究,结果表明FB006在pH6.0时最稳定,可在溶液中连续22天保留稳定,降解少于5%。不同温度下的稳定性测定表明,室温(25℃)下和37℃下试验FB006溶液稳定达14天,降解少于5%。
(4) 体外评价FB006对多个HIV-1亚型的抗病毒活性和阻止细胞介导的HIV-1感染,及其对CCR5和CXCR4不同辅助受体的敏感性,FB006显示了显著的抗HIV-1活性。
(5) 研究FB006抗病毒活性机制,应用CD4-LTR/gal报告基因系统测试表明FB006强效阻断HIV-1与人体免疫细胞的附着和融合,确认其为HIV融合抑制剂。
(6) 安全性评价检查了FB006对人体细胞毒性,包括人类外周血单核细胞、巨噬细胞,乳杆菌,人类精子和阴道上皮细胞;进行了小鼠全身系统性毒性检测,以及家兔阴道粘膜局部刺激检测。所有研究中,极小或几乎没有观察到副反应。
以上结果提示,FB006是一个安全、有效的抗HIV-1杀微生物剂候选分子,应进一步加大开发力度,早日进入临床开发和投放市场。