SCIENCE|碧云天产品助力新冠病毒小分子抑制剂研究
由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的COVID-19疫情目前仍在继续，已对全球公共卫生健康造成了严重威胁。截止2021年4月26日，全球确诊病例已超过1.46亿人，死亡病例超310万。面对如此严峻的现状，针对SARS-CoV-2特效药物的研发迫在眉睫。
2021年3月26日，四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室杨胜勇教授、雷剑研究院与中科院昆明动物所郑永唐研究院团队联合在《Science》杂志表题为“SARS-CoV-2 Mpro inhibitors with antiviral activity in a transgenic mouse model”的研究论文。该研究以病毒主蛋白酶Mpro为基础，设计并合成了32种包含双环脯氨酸的小分子化合物，验证了其体内外对于主蛋白酶Mpro的抑制效应，其中MI-09和MI-30在转基因小鼠模型中表现出了良好的抗病毒感染作用，能够有效抑制病毒感染和减少肺损伤，同时具有良好的药代动力学特征和安全性，为SARS-CoV-2药物研发提供了新的化合物基础。
SARS-CoV-2主蛋白酶（main protease，Mpro）在介导病毒复制和转录中起关键作用，并且其在人体内尚未发现同源蛋白，因此Mpro主蛋白酶是一种理想的抗病毒药物靶点，目前已有多项以Mpro为靶点的抑制剂研究报道，但均局限于体外研究。
研究人员基于Mpro的晶体结构及已有的抗HCV药物特拉匹韦和波普瑞韦的双环脯氨酸片段，设计并合成了32个包含双环脯氨酸片段的全新结构小分子化合物，并利用FRET分析验证了这32个小分子化合物对于病毒主蛋白酶的抑制效果。实验证实这些化合物均能够有效抑制病毒主蛋白酶活性(IC50:7.6-748.5nM)。为了进一步研究小分子化合物与主蛋白酶Mpro的直接的相互作用，研究人员解析了酶活性抑制效果最好的MI-23与Mpro的复合物的晶体结构，发现MI-23能够紧密结合在蛋白酶的设定活性位点，占据蛋白酶S1、S2、S4活性位点，并与多个关键氨基酸产生氢键作用。小分子化合物与主蛋白酶Mpro的的相互作用方式完全符合研究人员此前的理论设想。
随后，研究人员选取了20个IC50小于50nM的化合物对其细胞毒性及细胞内的酶抑制活性做了分析。CCK-8实验结果显示，这20个化合物均不具有明显的细胞毒性，CC50均大于500μM。同时，20个化合物均具有良好的细胞内抗病毒效果，其中MI-09 (0.86 μM)、MI-12 (0.53 μM)、MI-14 (0.66 μM)、MI-28 (0.67 μM)、MI-30 (0.54 μM)和MI-31 (0.83 μM)六个化合物的EC50更是低至纳摩尔和微摩尔级。RT-qPCR结果显示，这六个化合物能够明显抑制SARS-CoV-2在Vero E6和HPAEpiC细胞中的复制。
为了进一步验证这六种化合物是否适用于体内抗病毒实验研究，研究人员首先在SD大鼠中进行了6种化合物的药代动力学实验，其中MI-09和MI-30展现出了较为理想的PK特性。随后研究人员在hACE2转基因小鼠模型上评估了上述两种化合物抗病毒效果。研究发现，MI-09和MI-30经口服或腹腔注射等方式给药，能够显著降低肺部病毒感染量，减轻肺部的病理损伤。并且，经化合物处理后，小鼠肺部仅出现了轻度的肺泡间隔增厚和炎症细胞浸润的症状，而对照组小鼠症状则明显较重。同时，与对照组相比，经化合物处理后，小鼠模型肺部出现的中性粒细胞和巨噬细胞也相对较少，表明免疫细胞浸润同样受到了抑制。
本研究设计并合成了一系列含有双环脯氨酸结构的新冠病毒主蛋白酶Mpro小分子抑制剂，并从分子、细胞和动物水平分别验证了这些小分子化合物的作用机制和抗病毒活性，同时还对其药代动力学特征和安全性做出了评价，证实这些小分子化合物具有开发成为抗SARS-CoV-2病毒药物的可能，为抗病毒药物的开发提供了理论基础。
在研究中，研究人员选用了碧云天高品质Cell Counting Kit-8 (CCK-8试剂盒)，用于测定小分子化合物的细胞毒性及抗病毒活性。
| 产品编号 | 产品名称 | 产品包装 |
| C0037 | Cell Counting Kit-8 (CCK-8试剂盒) | 100次 |
| C0038 | Cell Counting Kit-8 (CCK-8试剂盒) | 500次 |
| C0039 | Cell Counting Kit-8 (CCK-8试剂盒) | 2500次 |
| C0040 | Cell Counting Kit-8 (CCK-8试剂盒) | 10000次 |
| C0041 | Enhanced Cell Counting Kit-8 (增强型CCK-8试剂盒) | 100次 |
| C0042 | Enhanced Cell Counting Kit-8 (增强型CCK-8试剂盒) | 500次 |
| C0043 | Enhanced Cell Counting Kit-8 (增强型CCK-8试剂盒) | 2500次 |
| C0046 | Enhanced Cell Counting Kit-8 (增强型CCK-8试剂盒) | 10000次 |
论文链接：
Qiao J, Li YS, Zeng R, et al. SARS-CoV-2 Mpro inhibitors with antiviral activity in a transgenic mouse model. Science. 2021
https://science.sciencemag.org/content/371/6536/1374