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Nature蛋白质相互作用图谱标识潜在新 [复制链接]

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加利福尼亚大学旧金山分校(UCSF)的研究团队确定了个SARS-CoV-2蛋白与人类细胞蛋白质之间的相互作用图谱,筛选出69种可针对这些相互作用的药物,将有助于发现可能有效的抗SARS-CoV-2药物,该论文已在Nature发表。

(来源:Nature)

研究人员通过绘制宿主和可靶向病*之间的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI),创建了SARS-CoV-2如何在感染过程中劫持和重新连接宿主的作用机制图谱,利用该图谱进行一系列药物和化合物并进行后续测试,确定了具有较高抗COVID-19潜力的关键药物,其中几个药物正处于临床试验阶段。同时,他们还发现一种常见于非处方止咳糖浆中的化合物,能够加剧病*感染正常细胞。

论文作者,加州大学旧金山分校(UCSF)定量生物科学研究所(QBI)主任细胞与分子药理学教授NevanKrogan博士指出,“未来,研发人员不必再花费大量时间去寻找化合物,图谱已经确定了化合物的子集,利用它可以快速的进行定量分析。”

团队详细研究了与病*蛋白相互作用的人类蛋白质的细胞生物学特性、表达模式、新冠病*感染期间的表达变化以及与宿主-病原体相互作用蛋白的其他图谱的关系

研究生成了宿主和病*蛋白之间个PPI图谱,从中发现66种人类蛋白质含有69种已知化合物的靶点。其中有29种FDA批准的药物,12种临床试验药物和28种临床前化合物。

图丨新冠病*蛋白的互作网络。(来源:Nature)

此外,研究人员根据这些蛋白相互作用数据进一步分析发现,新冠病*的蛋白参与了多种复合物的形成和生物学过程中,并与人类的蛋白质存在广泛的相互作用,包括DNA复制、表观遗传和基因表达调控因子、囊泡运输、脂质修饰、RNA处理和调控、泛素连接酶等。其中,约40%的SARS-CoV-2相互作用蛋白与内膜腔或囊泡运输途径有关,新冠病*的主蛋白酶Mpro可能影响内质网和线粒体的转运。

新冠病*蛋白也与天然免疫信号蛋白存在相互作用,包括IFN通路、NF-κB通路等。此外,调节抗病*天然免疫信号的另外两种E3泛素连接酶TRIM59和MIB1分别与Orf3a和Nsp9之间存在相互作用。这些作用都有可能是参与到诸如炎症因子风暴、细胞因子调节等人类表型和病*生物学过程中。

研究团队在69种已鉴定化合物中筛选了47种,包括上市药物、研究新药和临床前候选药物,并展开测试。巴黎和纽约大学的团队在Vero(非洲绿猴肾细胞)上筛选药物,并鉴定了两组显示抗病*活性的药理学试剂:mRNA翻译抑制剂和Sigma1和Sigma2受体调节剂。

图丨新冠病*蛋白互作药物人类靶点网络。(来源:Nature)

迄今为止,已有10种药物表现出抗病*作用。蛋白质翻译抑制剂Zotatifin(目前正处于癌症治疗的I期试验中)和Ternatin-4(plitidepsin),临床上用于多发性骨髓瘤,两种药物的制造商都已经宣布他们将开始进行COVID-19的临床试验。

同时,多种药物可调节Sigma1和Sigma2受体,其中一些对SARS-CoV-2有疗效,包括抗组胺药(cloperastineandclemastine,氯吡格雷和氯马斯汀),抗精神病药(haloperidolandmelperone,氟哌啶醇和美培隆),抗疟药(hydroxychloroquine,羟氯喹),激素(progesterone,*体酮),抗焦虑药(siramesine,西拉美新)和两种临床前化合物。

研究团队认为,识别两种不同的抗病*机制,对于对抗SARS-CoV-2非常有意义。目前,瑞德西韦已经获得了FDA的紧急使用授权,用于住院重症患者的紧急治疗。该研究的最新发现有助于将已有疗法与瑞德西韦等针对病*的药物联用,开发出治疗新冠病*的“鸡尾酒”疗法,同时避免产生耐药性和副作用,为药物筛选和开发新冠病*相关药物研究提供新的思路。

该研究就还发现一种用于许多非处方咳嗽糖浆的药物右美沙芬(dextromethorphan)会使病*在细胞中的生长更活跃。研究小组指出,他们在实验室环境中的观察结果可能需要谨慎使用这种药物,直到进一步了解其对病*的影响。

UCSF药学院药物化学教授BrianShoichet博士表示:“我们应该小心,以上均是体外测试的结果,并没有临床表现,我们并非建议每个人都停止服用右美沙芬。“他强调“但是,这种‘亲病*效应’可能是有害的,值得展开进一步的研究。”

据悉,研究团队已与药品制造商,*府部门和公共卫生官员共享研究数据,几家制药公司正在将一些已鉴定的药物进行临床试验,以评估其抗病*效果和治疗指数。

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