西兰花中发现的化学物质可减缓 COVID-19 和普通感冒病毒的生长

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由约翰霍普金斯儿童中心牵头的一项小鼠和实验室培养细胞研究发现,萝卜硫素有助于预防和治疗由某些冠状病毒(包括 COVID-19)引起的疾病。

约翰霍普金斯儿童中心的研究人员报告了来自实验室实验的证据,表明从一种在西兰花和其他十字花科植物中大量发现的化合物中提取的化学物质可能为对抗导致 COVID-19 和普通感冒的病毒提供了一种潜在的新型有效武器。 COVID-19 已在全球造成超过 600 万人死亡,研究表明,仅在美国,普通感冒每年就造成 250 亿美元的经济损失。

在 2022 年 3 月 18 日描述的一项研究中,自然 期刊通讯生物学 ,科学家们表明,萝卜硫素是一种植物衍生化学物质,被称为植物化学物质,已被发现具有抗癌作用,可以抑制导致 COVID-19 的冠状病毒 SARS-CoV-2 和另一种人类冠状病毒的复制在细胞和小鼠中。

虽然结果令人鼓舞,但研究人员告诫公众不要急于购买在线和商店提供的萝卜硫素补充剂,并指出在证明该化学物质有效之前,有必要对人体中的萝卜硫素进行研究,并强调缺乏对此类补充剂的监管。

萝卜硫素的天然前体在西兰花、卷心菜、羽衣甘蓝和球芽甘蓝中含量特别丰富。几十年前,约翰霍普金斯大学的一组科学家首次将其鉴定为“化学预防”化合物,天然萝卜硫素来源于常见的食物来源,如西兰花种子、豆芽和成熟植物,以及用于饮用的豆芽或种子注入液。以前的研究,包括约翰霍普金斯医学院的研究,已经表明萝卜硫素通过干扰某些细胞过程而具有癌症和预防感染的特性。

“当 COVID-19 大流行开始时,我们的多学科研究团队将我们对其他病毒和细菌的研究转向专注于对当时对我们来说是一种具有挑战性的新病毒的潜在治疗,”儿童中心微生物学家 Lori Jones-Brando 博士说。 D.,约翰霍普金斯大学医学院儿科助理教授,该论文的资深作者。 “我正在筛选多种化合物的抗冠状病毒活性,并决定尝试萝卜硫素,因为它对我们研究的其他微生物制剂表现出适度的活性。”研究人员在实验中使用了从商业化学品供应商处购买的纯化合成萝卜硫素。

在一项实验中,研究小组首先将细胞暴露在萝卜硫素中一到两个小时,然后用 SARS-CoV-2 和普通感冒冠状病毒 HCoV-OC43 感染细胞。他们发现,低微摩尔 (µM) 浓度的萝卜硫素 (2.4–31 µM) 使六种 SARS-CoV-2 菌株的复制减少了 50%,包括 delta 和 omicron 变体,以及 HCoV-OC43 冠状病毒的复制.研究人员还观察到以前感染过病毒的细胞也得到了类似的结果,其中萝卜硫素的保护作用即使在已经确定的病毒感染下也能看到。

该小组还研究了萝卜硫素与瑞德西韦(一种用于缩短 COVID-19 感染住院成人康复时间的抗病毒药物)联合使用时的效果。在他们的发现中,瑞德西韦在 22 µM 和 4 µM 时分别抑制了 50% 的 HCoV-OC43 和 SARS-CoV-2 的复制。此外,研究小组报告说,萝卜硫素和瑞德西韦以多种组合比例协同作用,可将感染 HCoV-OC43 或 SARS-CoV-2 的细胞中的病毒负荷降低 50%。在这种情况下,协同作用意味着较低剂量的萝卜硫素(例如,1.6-3.2 µM)和瑞德西韦(例如,0.5-3.2 µM)联合使用时,比单独使用任何一种对病毒更有效。

“从历史上看,我们已经了解到,在治疗方案中联合使用多种化合物是治疗病毒感染的理想策略,”该论文的第一作者、约翰霍普金斯大学医学院儿科助理教授 Alvaro Ordonez 医学博士说医学。 “萝卜硫素和瑞德西韦联合使用比单独使用效果更好,这一事实非常令人鼓舞。”

然后,研究人员在 SARS-CoV-2 感染的小鼠模型中进行了研究。他们发现,在用病毒感染小鼠之前,给小鼠每公斤体重 30 毫克萝卜硫素可显着减少通常与病毒感染相关的体重减轻(减少 7.5%)。此外,预处理导致肺部(减少 17%)和上呼吸道(减少 9%)中的病毒载量或病毒量(减少 29%)以及肺损伤量(减少 29%)在统计学上显着降低) 与未给予萝卜硫素的感染小鼠相比。该化合物还减少了肺部炎症,保护细胞免受过度活跃的免疫反应,这似乎是导致许多人死于 COVID-19 的驱动因素之一。

“我们发现萝卜硫素对 HCoV-OC43 和 SARS-CoV-2 冠状病毒具有抗病毒作用,同时还有助于控制免疫反应,”Ordonez 说。 “这种多功能活性使其成为一种有趣的化合物,可用于对抗这些病毒感染,以及由其他人类冠状病毒引起的感染。”

该团队计划在人体中进行研究,以评估萝卜硫素是否能有效预防或治疗这些感染。

“尽管引入了可能产生副作用的疫苗和其他药物,但仍然需要有效的抗病毒药物来预防和治疗 COVID-19,特别是考虑到新的冠状病毒变体在人群中产生的潜在影响,”琼斯-白兰度说。 “萝卜硫素可能是一种有前途的治疗方法,价格便宜、安全且易于商业化。”

参考文献:“萝卜硫素在体外和小鼠体内对大流行性 SARS-CoV-2 和季节性 HCoV-OC43 冠状病毒具有抗病毒活性”,作者:Alvaro A. Ordonez、C. Korin Bullen、Andres F. Villabona-Rueda、Elizabeth A. Thompson、Mitchell L. Turner、Vanessa F. Merino、Yu Yan、John Kim、Stephanie L. Davis、Oliver Komm、Jonathan D. Powell、Franco R. D'Alessio、Robert H. Yolken、Sanjay K. Jain 和 Lorraine Jones-Brando, 2022 年 3 月 18 日,通信生物学 .
DOI:10.1038/s42003-022-03189-z

除了 Jones-Brando 和 Ordonez,该论文的其他约翰霍普金斯医学作者还包括 C. Korin Bullen、Andres F. Villabona-Rueda、Elizabeth A. Thompson、Mitchell L. Turner、Vanessa F. Merino、Yu Yan、John Kim、 Stephanie L. Davis、Oliver Komm、Jonathan D. Powell、Franco R. D'Alessio、Robert H. Yolken 和 Sanjay K. Jain。

该研究由美国国立卫生研究院、Mercatus 中心、约翰霍普金斯大学医学院感染和炎症成像研究中心以及斯坦利医学研究所资助。

Jones-Brando、Ordonez、Yolken 和 Jain 是约翰霍普金斯大学提交的待决专利申请(USPA 22 719 #63/142,598)“使用萝卜硫素抑制冠状病毒的方法”的共同发明人。所有其他作者没有相互竞争的利益