利福霉素的新用途
阅读说明：本技术 利福霉素的新用途 (New application of rifamycin ) 是由 杜飞 于 2020-03-31 设计创作，主要内容包括：本申请公开了利福霉素的新用途,将利福霉素用于制备预防和治疗乙型脑炎药物的应用。本申请发现利福霉素在乙型脑炎病毒的感染中发挥重要的作用,利福霉素具有抑制乙型脑炎病毒感染的特性,进一步发现利福霉素可通过抑制乙型脑炎病毒在侵入的靶细胞中进行复制的作用,进而抑制所述病毒的感染。本发明提供了利福霉素在治疗乙型脑炎病毒感染中的应用,为乙型脑炎病毒的预防和治疗提供了新的药物,具有良好的市场价值和临床应用前景。解决了现有技术中一直未有预防和治疗乙型脑炎特效药物的问题。(The application discloses a new application of rifamycin, in particular to an application of rifamycin in preparing medicines for preventing and treating Japanese encephalitis. The application discovers that rifamycin plays an important role in infection of Japanese encephalitis virus, rifamycin has the characteristic of inhibiting infection of Japanese encephalitis virus, and further discovers that rifamycin can inhibit infection of Japanese encephalitis virus by inhibiting replication of Japanese encephalitis virus in invaded target cells. The invention provides the application of rifamycin in treating Japanese encephalitis virus infection, provides a new medicine for preventing and treating Japanese encephalitis virus, and has good market value and clinical application prospect. Solves the problem that no specific medicine for preventing and treating Japanese encephalitis exists in the prior art.)
技术领域
本申请涉及医药技术领域，具体而言，涉及利福霉素的新用途。
背景技术
乙型脑炎病毒又称日本脑炎病毒(Japanese encephalitisvirus，JEV)，为有包膜的单正链RNA病毒。JEV为流行性乙型脑炎的病原体，主要以蚊虫为媒介进行传播，感染后能够引发脑炎或脑膜炎等严重的急性神经系统症状，严重感染者可导致死亡。JEV与西尼罗病毒(West Nile Virus，WNV)、黄热病毒(Yellow Fever Virus，YFV)、登革病毒(DengueVirus，DENV)在分类学上同属于黄病毒科(Flaviviridae)黄病毒属(Flavivirus)成员。JEV病毒颗粒直径约50nm，基因组全长约11kb，主要编码3种结构蛋白(核心蛋白C，膜蛋白M，包膜蛋白E)和7种非结构蛋白(NS1，NS2A，NS2B，NS3，NS4A，NS4B，NS5)[Gao X,Li X,Li M,etal.Vaccine Strategies for the Control and Prevention of Japanese Encephalitisin Mainland China,1951-2011.PLoS Negl Trop Dis.2014；8(8):e3015.]。非结构蛋白主要参与病毒在宿主细胞内的复制与组装过程，病毒核衣壳(capsid)由核心蛋白C参与组装，膜蛋白M与包膜蛋白E分布于病毒颗粒表面，参与病毒侵入宿主细胞，也是宿主抗病毒免疫的主要攻击靶点[Denizot M,Neal JW,Gasque P.Encephalitis due to emergingviruses:CNS innate immunity and potential therapeutic targets.JInfect.2012.65(1):1-16.]。
迄今为止，还没有特异的药物或特效的方法来治疗乙型脑炎，主要是广谱抗病毒治疗和对症治疗。在抗病毒药物上以广谱的抗病毒核酸类似物(如利巴韦林)和细胞因子类(如干扰素)为主，也有核酸靶向治疗剂和黄酮类化合物等用于治疗的报道。目前，虽有一些针对乙型脑炎病毒复制的抗病毒药物、疫苗、RNA等方面的报道，但大都还处于研发阶段。为了找到有效治疗方法，国内外研究人员一直在研发靶向乙型脑炎病毒感染得药物，主要集中在几个研究方向：一是从现有药物中寻找具有较好抗病毒效果的来治疗乙型脑炎；二是依据JEV的分子生物学特点设计并合成现有抗病毒药物的衍生物；三是设计与筛选新的抗JEV的药物。但是现今取得的抗JEV效果评估主要停留在动物模型、细胞和分子水平阶段，能否被应用于临床治疗，还有待深入的研究。
利福霉素(Rifamycin)类药物是由地中海链丝菌产生的一类抗生素，具有广谱抗菌作用，对结核杆菌、金黄色葡萄球菌等革兰阳性细菌具有较强的抑制作用。目前在临床应用的利福霉素类药物有利福平、利福喷汀及利福布汀。其中，利福平(Rifampicin)是药效最好、目前应用最多的一种，不仅抗菌谱广，能用于多种细菌感染性疾病，对结核病的疗效尤为突出，是治疗结核病的第一线药物[Rothstein DM.Rifamycins,Alone and inCombination.Cold Spring Harb Perspect Med.2016；6(7):a027011.Published 2016Jul 1.doi:10.1101/cshperspect.a027011]。此外，有研究表明利福平在体外实验中被证明能抑制非洲猪瘟病毒(african swine fever virus)的复制[Dardiri AH,Bachrach HL,Heller E.Inhibition by rifampin of African swine fever virus replication intissue culture.Infect Immun.1971；4(1):34–36.]，也被证实可抑制痘病毒(poxvirus)的组装过程[Garriga D,Headey S,Accurso C,Gunzburg M,Scanlon M,CoulibalyF.Structural basis for the inhibition of poxvirus assembly by theantibioticrifampicin.Proc Natl Acad Sci U S A.2018；115(33):8424–8429.]。
目前尚未有文献报道利福霉素类药物在抗乙型脑炎病毒感染中的作用及应用于乙型脑炎的治疗。
发明内容
本申请的主要目的在于提供利福霉素的新用途，以解决相关技术中还没有特异的药物针对乙型脑炎病毒的问题。
为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了利福霉素的新用途。
根据本申请的礼服霉素的新用途：将利福霉素用于制备预防和治疗乙型脑炎药物的应用。
进一步的，将利福霉素盐用于制备预防和治疗乙型脑炎药物的应用时，利福霉素具有对乙型脑炎病毒具有抑制作用。
具体地，利福霉素盐具有抑制乙型脑炎病毒在侵入的靶细胞中进行复制的作用，进而抑制所述病毒的感染。
另一方面，本申请发现，将利福霉素用于制备预防和治疗乙型脑炎药物的应用时，利福霉素的预防和治疗效果、抑制乙型脑炎病毒作用均与利福霉素浓度成正相关。例如，所述利福霉素浓度为10-40μM。
综合上述技术方案，进而解决现有技术中一直未找到预防和治疗乙型脑炎特效药的技术问题，为乙型脑炎病毒的预防和治疗提供了新的药物，具有良好的市场价值和临床应用前景。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为利福平作用后对病毒感染的影响图，横坐标为药物浓度，纵坐标为JEV病毒基因量；
图2为不同浓度的利福平作用后对细胞毒性的影响图，横坐标为药物浓度，纵坐标为细胞活力；
图3为利福平作用后对病毒感染性影响的免疫荧光检测图片；
图4为利福平作用后对病毒感染性影响的对荧光检测图片进行的统计分析图；
图5为利福平作用后对病毒入侵量的影响，横坐标为药物浓度，纵坐标为病毒基因量；
图6为利福平作用后对病毒复制量的影像图，横坐标为药物浓度，纵坐标为病毒基因拷贝量；
图7为利福平作用后对JEV感染小鼠脑组织中病毒量的影响图，横坐标为分组，纵坐标为脑组织中病毒基因拷贝量。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、组件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本申请发现的利福霉素的新用途，将利福霉素用于制备预防和治疗乙型脑炎药物的应用。将利福霉素盐用于制备预防和治疗乙型脑炎药物的应用时，利福霉素具有对乙型脑炎病毒具有抑制作用。
这种抑制作用为利福霉素盐具有抑制乙型脑炎病毒在侵入的靶细胞中进行复制的作用，进而抑制所述病毒的感染。
同时，本申请还发现将利福霉素用于制备预防和治疗乙型脑炎药物的应用时，利福霉素的预防和治疗效果、抑制乙型脑炎病毒作用均与利福霉素浓度成正相关。例如，所述利福霉素浓度为10-40μM。
以下为本申请为了证实利福霉素对乙型脑性具有预防和治疗效果的试验：利福平(Rifampicin)为利福霉素类药物的代表。需要说明的是，利福霉素类药物其他的，例如利福喷汀、利福布汀，由于针对乙型脑炎病毒与利福平具有相同的抑制效果和抑制机理，为了节约篇幅就不再重复叙述。本申请用到的人神经母细胞瘤系SK-N-SH，购自ATCC，保藏号：ATCCHTB-11。
1JEV感染SK-N-SH细胞
(1)将SK-N-SH细胞(购自ATCC，保藏号：ATCC HTB-11)铺在24孔细胞培养板上培养12-16h，使得开展实验时细胞密度约为孔面积的70％-80％。
(2)病毒感染实验时先将培养液去除，用37℃预温PBS清洗3次后接种JEV病毒株SA14，病毒采用全培液进行稀释，接种剂量为MOI＝0.5，病毒接种后于37℃培养箱中孵育1h，弃去病毒液并用预温PBS润洗3次，加入新鲜培养基继续培养后用于病毒检测。
2实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测JEV病毒量
(1)采用TRIzol裂解法提取各组的组织或细胞的总RNA，步骤如下：
细胞处理后去培养上清，PBS清洗3次后在细胞中加入1ml TRIzol，充分混合室温裂解细胞3-5min。动物脑组织处理后每个样本称取100mg，液氮充分研磨后，加入2mlTRIzol，充分混合室温裂解细胞5-10分钟。每个样本加入1/5体积的氯仿，手动剧烈混匀后于4℃、12,000转条件下离心15min。离心结束后，小心吸取上层水相转移到新的EP管中，加入等体积异丙醇后充分混合，置于室温下沉淀10min。于4℃、12,000转条件下离心10min，弃上清液，每管加入1ml 4℃预冷的75％乙醇。充分清洗沉淀后于4℃、12,000离心5min，弃上清，打开EP管盖后于室温晾干RNA沉淀，加入等体积的DEPC水溶解沉淀，获得总RNA。
(2)利用反转录试剂盒(Takara)提取各组样本中的cDNA，步骤如下：
在PCR管中配置如下的反应体系，
用移液器轻柔混合均匀，置于37℃水浴锅中反应15min，然后置于85℃水域中加热5s来灭活体系中的逆转录酶。
(3)实时荧光定量PCR(RT-PCR)进行基因表达检测
利用SYBR Premix Ex Taq试剂盒(Takara)配置反应体系，具体如下，
利用Rotor Gene 3000A仪器进行两步法扩增，95℃预变性2min，PCR进行40个循环，每个循环95℃5s，60℃30s。
3免疫荧光法检测JEV抗原
SK-N-SH细胞经各项处理后于培养箱中继续培养48h，采用免疫荧光法检测病毒抗原的表达，步骤如下：
(1)固定细胞：将96孔板中的培养液移去后加入PBS清洗细胞3次，每孔加入100μl预冷甲醇后置于-20℃条件下低温固定30min，结束后去除甲醇，用预冷的PBS清洗细胞3次。
(2)透膜：固定后的细胞还原至室温后，每孔加入100μl 0.1％TritonX-100，放置于水平摇床于室温下孵育15min，用PBS洗涤3次。
(3)封闭：每孔加入100μl 3％BSA，放置于水平摇床于室温下孵育1h。
(4)孵育一抗：每孔加入针对JEV包膜蛋白E特异性鼠源单克隆抗体(1:2000稀释)100μl，室温孵育1h，孵育结束后去除一抗，用PBS洗涤3次。
(5)孵育二抗：每孔加入绿色荧光标记的抗鼠IgG(1:1000稀释)100μl，室温避光孵育1h，孵育结束后去除二抗，用PBS避光洗涤3次。
(6)标记细胞核：每孔加入核荧光染料DAPI(1:10000稀释)，室温避光孵育15min，用预冷的PBS避光洗涤3次。
(7)将荧光显微镜调至488nm波长荧光通道，检测并统计绿色荧光阳性细胞克隆数。
4利福平药物作用
(1)分组：实验分为一般感染组和利福平药物处理组，每一组每个药物浓度均设置3个复孔，实验独立重复三次。
(2)将SK-N-SH细胞铺在24孔细胞培养板上培养12-16h，使得开展实验时细胞密度约为孔面积的70％-80％。吸出培养上清，用37℃预温的PBS润洗3次，每孔分别加入不同浓度的药物500μl后置于37℃孵育1h，一般感染组加入等量全培液进行孵育。
(3)弃去化学药物溶液，每孔加入等量的病毒稀释液(MOI＝0.5)，37℃孵育1h进行病毒感染，结束后弃去病毒液，预温PBS润洗3次。每孔分别加入含不同浓度梯度的药物的细胞全培液500μl，继续培养48h后用于病毒检测。JEV病毒量检测方法同步骤2，JEV抗原免疫荧光检测通步骤3。
5细胞毒性实验
采用CCK-8方法检测使用利福平后对细胞活性的影响，步骤如下：
收集对数生长期细胞接种于96孔板，每孔3000个细胞。待细胞贴壁培养12h后，将培养液改为含不同浓度利福平药物的培养液，继续培养48h后检测细胞增殖情况。弃去原有培养基，每孔加入含10μL CCK-8的新鲜培养基110μL，孵育3h后终止，用酶标仪在450nm波长下检测各孔吸光度值，实验独立重复3次，计算平均值。
6病毒入侵实验
(1)在96孔板或24孔板中接种SK-N-SH细胞，在孵箱中培养12-16h。实验设置药物处理组以及一般感染组，每一组每一药物浓度各设置3个复孔，实验独立重复3次。
(2)每孔中加入不同浓度梯度的利福平后先于37℃孵育1h，一般感染组加入等量全培液。将含有药物的JEV病毒液加入到细胞中去，先置于4℃孵育1h，紧接着转移至37℃感染1h。
(3)用预冷PBS清洗以去除未结合的病毒，每孔加入400μl蛋白酶K溶液(1mg/ml)去除与细胞结合但未进入胞内的病毒。4℃孵育30min后弃去上清，用预冷PBS润洗3次。JEV病毒量检测方法同步骤2。
7病毒复制实验
(1)分组：实验分为一般感染组和化学药物干扰组，每一组每个药物浓度均设置3个复孔，实验独立重复三次。
(2)将SK-N-SH细胞铺在24孔细胞培养板上培养12-16h，使得开展实验时细胞密度约为孔面积的70％-80％。吸出培养上清，每孔加入等量的病毒稀释液(MOI＝0.5)，37℃孵育1h进行病毒感染，结束后弃去病毒液，预温PBS润洗3次。每孔分别加入终浓度为30μM的利福平药物的细胞全培液500μl继续培养，分别于培养后的2h，12h，24h收集各组细胞用于病毒检测。JEV检测方法同步骤2。
8动物实验
(1)将54只3周龄C57BL/6雌性小鼠随机分为3组，对照组、JEV感染组、JEV感染组+利福平组，每组只18只。
(2)将JEV病毒株SA14用DMEM培养液稀释，将病毒按照100μl/只(2LD50)的剂量对JEV感染组、JEV感染组+利福平组进行腹腔注射，对照组按照100μl/只腹腔注射等量DMEM培养液。接种后将小鼠置于SPF级条件下进行饲养。
(3)病毒接种后，JEV感染组+利福平组按照20mg/kg的剂量尾静脉注射利福平稀释液，每日注射一次。对照组与JEV感染组则尾静脉注射等体积的PBS溶液。每日观察并记录小鼠情况，并分别于病毒感染后的2，4，6天从每组随机选取6只小鼠，麻醉处死后采集脑组织，冻存于-80℃。待实验结束后，提取各组脑组织基因组用于检测病毒量。检测方法同步骤2。
实验结果：
采用不同浓度梯度的利福平作用于SK-N-SH细胞，检测药物作用后对JEV感染靶细胞的影响。结果发现随着药物浓度的提高，JEV的病毒量逐渐降低(图1)，提示利福平对JEV感染具有抑制作用，且呈现浓度依赖性。为排除药物作用于细胞的毒性作用，采用CCK8法检测不同浓度药物作用后靶细胞的增殖活性，结果如图2所示，不同浓度利福平作用并未产生明显的细胞毒性，表明利福平对病毒感染的抑制作用并非由于其细胞毒性所致。进一步，不同浓度利福平作用后，采用免疫荧光法检测病毒抗原来分析对JEV感染的影响，发现随着利福平浓度的提高对JEV感染抑制作用增强，具有梯度依赖性，与病毒RNA检测结果相一致(图3和图4)。以上结果表明，利福平能够抑制JEV感染且抗病毒能力与药物浓度成正相关性。
采用病毒入侵实验分析利福平是否作用于病毒的入侵环节，结果发现，不同浓度利福平作用后并未影响JEV进入SK-N-SH细胞(图5)，表明利福平并非作用于病毒的入侵环节。进一步分析利福平对病毒复制的影响发现，利福平作用后可明显抑制JEV的拷贝数(图6)，表明利福平显著抑制了病毒的复制。采用C57小鼠病毒感染动物模型分析利福平对JEV在体内复制的影响发现，与未给药组相比，剂量的利福平作用后可明显抑制小鼠脑组织中JEV的病毒量(图7)，进一步证实利福平抗JEV感染作用。
通过以上实验结果证明：本发明发现利福平可明显抑制JEV在SK-N-SH细胞中的感染，进一步发现利福霉素是通过抑制乙型脑炎病毒在细胞内的复制从而影响病毒的感染，起到抗病毒的作用。本发明为乙型脑炎病毒的预防和治疗提供了新的药物，具有较好的市场价值和临床应用前景。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。