俄勒冈州立大学研究通过俄勒冈州立大学发明的化学筛选技术鉴定出的大麻化合物显示出防止导致COVID-19的病毒进入人体细胞的能力。
俄勒冈州立大学研究通过俄勒冈州立大学发明的化学筛选技术鉴定出的大麻化合物显示出防止导致COVID-19的病毒进入人体细胞的能力。
由俄勒冈州立大学全球大麻创新中心、药学院和莱纳斯鲍林研究所的研究员 Richard van Breemen 领导的研究结果于 2022 年 1 月 10 日发表在《天然产物杂志》上。
大麻，在科学上被称为大麻，是纤维、食物和动物饲料的来源，多种大麻提取物和化合物被添加到化妆品、润肤露、膳食补充剂和食品中。
俄勒冈健康与科学大学的科学家发现，一对大麻素酸与SARS-CoV-2刺突蛋白结合，阻断了病毒感染人类过程中的关键步骤。
这些化合物是大麻萜酸（CBGA）和大麻二酸（CBDA），这些化合物和刺突蛋白是在COVID-19疫苗和抗体治疗中使用的相同的药物靶标。药物靶标是对疾病发生过程至关重要的任何分子，这意味着其破坏可以阻止感染或疾病进展。
“这些大麻素酸在大麻和许多大麻提取物中含量丰富，它们不是大麻中的精神活性成分 THC 等受控物质，在人体中具有良好的安全性。我们的研究表明，大麻化合物对 SARS-CoV-2 的变体同样有效，包括在英国首次发现的 B.1.1.7 变体和在南非首次发现的 B.1.351 变体。（这两个变体也分别称为 alpha 和 beta 变体）。
SARS-CoV-2 的特征在于其外表面上的冠状突起，其RNA链编码其四种主要结构蛋白——刺突蛋白、包膜蛋白、膜蛋白和核衣壳蛋白——以及 16 种非结构蛋白和几种“辅助”蛋白，感染和复制周期的任何部分都是抗病毒干预的潜在目标，刺突蛋白受体结合域与人类细胞表面受体 ACE2 的连接是该周期中的关键一步，”他说。“这意味着细胞进入抑制剂，如大麻中的酸，可用于预防 SARS-CoV-2 感染，并通过防止病毒颗粒感染人体细胞来缩短感染时间。它们与刺突蛋白结合，因此这些蛋白质不能与 ACE2 酶结合，后者在肺和其他器官的内皮细胞外膜上含量丰富。
使用阻断病毒-受体相互作用的化合物对患有其他病毒感染的患者有帮助，包括 HIV-1 和肝炎。
药学院Van Breemen和 Linus Pauling ，研究所的 Ruth Muchiro 和 OHSU 等五位科学家通过 van Breemen 实验室发明的基于质谱的筛选技术鉴定了这两种大麻素酸。Van Breemen 的团队筛选了一系列用作膳食补充剂的植物，包括红三叶草、野山药、啤酒花和三种甘草。
美国质谱学会杂志上的一篇较早的论文描述了定制新方法亲和选择质谱法，以寻找靶向 SARS-CoV-2 刺突蛋白的药物。
在后来的研究中，实验室测试表明，大麻二酚酸和大麻二酚酸可防止冠状病毒刺突蛋白感染人体上皮细胞，并防止 SARS-CoV-2 进入细胞。
“这些化合物可以口服，并且在人类安全使用方面有着悠久的历史，”van Breemen 说。“它们具有预防和治疗 SARS-CoV-2 感染的潜力。CBDA 和 CBGA 由大麻植物生产，作为许多消费者熟悉的 CBD 和 CBG 的前体。但是，它们与酸不同，不包含在大麻产品中。”
Van Breemen 解释说，亲和选择质谱（他将其缩写为 AS-MS）涉及将药物靶标（如 SARS-CoV-2 刺突蛋白）与可能的配体（可能与其结合的物质）（例如植物提取物）的混合物孵育，在这种情况下是大麻提取物。
然后使用几种方法之一从非结合分子中过滤配体-受体复合物。
“我们确定了几种大麻素配体，并根据对刺突蛋白的亲和力对它们进行排序，”van Breemen 说。“与刺突蛋白亲和力最高的两种大麻素是 CBDA 和 CGBA，它们被证实可以阻断感染。
“大流行中的一个主要问题是变体的传播，其中有很多，B.1.1.7 和 B.1.351 是最普遍和最令人担忧的，”他补充说。“这些变体以逃避针对早期谱系 SARS-CoV-2 的抗体而闻名，鉴于当前的疫苗接种策略依赖于早期谱系刺突蛋白作为抗原，这显然令人担忧。我们的数据显示 CBDA 和 CBGA 对我们研究的两种变体有效，我们希望这种趋势能够扩展到其他现有和未来的变体。”
Van Breemen 说，在大麻素的广泛使用中仍可能出现耐药性变异，但疫苗接种和 CBDA/CBGA 治疗的结合应该为 SARS-CoV-2 带来更具挑战性的环境。
“我们早期的研究报告了另一种化合物的发现，一种来自甘草的化合物，它也与刺突蛋白结合，”他说。“然而，我们尚未测试该化合物甘草查耳酮 A 对活病毒的活性。为此，我们需要新的资金。”
参考文献：Richard B. van Breemen、Ruth N. Muchiri、Timothy A. Bates、Jules B. Weinstein、Hans C. Leier、Scotland Farley 和 Fikadu G 的“大麻素阻断 SARS-CoV-2 和新兴变体的细胞进入” . Tafesse，2022 年 1 月 10 日，天然产物杂志。
DOI: 10.1021/acs.jnatprod.1c00946