蔡智超 吳清來 方守國
摘要:申嗪霉素及其衍生物具有抑菌和抗癌活性。該文檢測了17種申嗪酰胺類衍生物對Vero細胞的毒性和9種該類衍生物禽傳染性支氣管炎病毒( IBV)復制的影響。結果表明,濃度為10μg/mL時,9種衍生物SQXA-O1、02、06、08、09、11、12、14、16對Vero細胞無毒性,而其他8種衍生物均產(chǎn)生不同程度的毒性;在最大無毒濃度下,SQXA-02、06和16在2種處理方式下均具有較高的抗IBV活性,而SQXA-O1、08、09、11、12在B方式處理下具有較高的抗IBV活性(相對抑制率>80%),而在A方式處理下活性較低。該研究結果為進一步研究衍生物抗病毒的機制和藥物研發(fā)提供了理論支持。
關鍵詞:申嗪酰胺類衍生物;禽傳染性支氣管炎病毒;細胞毒性;抑制作用
中圖分類號:S852.65
文獻標識碼:B
doi:10.3969/j .issn.2096-3637.201 9.10.001
0 引言
申嗪霉素又名吩嗪-1-羧酸(PCA),最早在染料合成中被發(fā)現(xiàn)[1]。19世紀50年代科學家從鏈霉菌(Streptomyceschromogenus sp.)和極毛桿菌(Pseudomonads fluorescens)的代謝物中分離提取到吩嗪-l-羧酸[2]。許煜泉等從假單胞菌株M18( Pseudomonas sp.)的分泌物中發(fā)現(xiàn)了具有強烈農用抑菌活性的物質,結構鑒定為吩嗪-l-羧酸,研究發(fā)現(xiàn)其具有廣譜性農用抗菌活性[3-4]。在某些癌細胞中,吩嗪-1-羧酸同樣表現(xiàn)出抑制生長的效果[5],但對于正常細胞則表現(xiàn)為低毒性[6]。在影響病毒復制方面,還未見詳細報道。本研究檢測了17種申嗪酰胺類衍生物對Vero細胞的毒性以及其中9種衍生物對IBV病毒復制的影響。
1 材料與方法
1.1 材料
17種申嗪酰胺類衍生物均由長江大學農藥研究所提供,見表l。非洲綠猴腎細胞系( Vero)和表達熒光素酶的禽傳染性支氣管炎病毒(IBV-3ab-Iuc)[7]由本實驗室保存。高糖DMEM細胞培養(yǎng)液、0.25% Trypsin-EDTA、FBS購于Gibco、MTT購于Solarbio。
1.2 試驗方法
1.2 1 申嗪酰胺類衍生物對Vero細胞的最大無毒濃度的測定
DMSO溶解17種申嗪酰胺類衍生物,見表1,使其濃度為10 mg/mL,超聲波震蕩1 min,使化合物充分溶解,常溫密封保存?zhèn)溆谩?/p>
將復蘇后傳代3次的Vero細胞從T75細胞培養(yǎng)瓶接種到12孔細胞培養(yǎng)板培養(yǎng),每孔約接種細胞5 x 104個,37℃環(huán)境下5% C02恒溫培養(yǎng)至長滿板底50%時加入化合物,每種化合物設置3種濃度:100、50、10μg/mL,及1個DMSO對照組,3次重復,37℃環(huán)境下5% C02恒溫培養(yǎng)至對照組細胞鏡檢下長滿板底時停止處理。真空泵吸干每孔中的上清液,用2 mL PBS小心清洗3次,每孔加入500μL 0.25%Trypsin-EDTA浸潤10 s后吸出,室溫消化1min,加入1mL含0.1%臺盼藍的PBS重懸細胞,轉移至1.5 mL離心管中,倒置顯微鏡下血球計數(shù)板細胞計數(shù),并記錄數(shù)據(jù)(藍色細胞不記入其中)。
1.2.2 9種申嗪酰胺類衍生物對IBV-3ab-Iuc病毒復制的影響
將復蘇后傳代3次的Vero細胞從T75細胞培養(yǎng)瓶接種到24孔細胞培養(yǎng)板中37℃環(huán)境下5% CO2恒溫培養(yǎng),每孔約接種細胞1×104個。按照以下A、B2種加藥方式分開加藥處理,加藥濃度為其對Vero細胞的最大無毒濃度。
A加藥方式:為檢測申嗪酰胺類衍生物是否能刺激Vero細胞產(chǎn)生抗IBV作用,每種化合物設3個重復,設置1個DMSO對照組及1個空白組(不感染病毒),待Vero長滿板底50%后加入9種化合物處理24 h后,吸盡培養(yǎng)液并用PBS洗2次,再加入培養(yǎng)液,而后加入IBV-3ab-luc(MOI=1.0)處理24h。
B加藥方式:為檢測申嗪酰胺類衍生物能否抑制IBV在Vero細胞中的復制,每種化合物設3個重復,設置1個DMSO對照組及1個空白組(不感染病毒)。待Vero長滿板底后加入IBV-3ab-luc(MOI=1.0)處理4h,而后加入9種化合物處理20 h。
吸盡上清液,PBS小心清洗3遍,每孔加入200μLRLB常溫下浸潤5 min,移液器吹打混勻,取50 μL RLB溶解物與50μL Luciferase Substrate混合均勻后放入單管發(fā)光檢測儀( Promega)中檢測熒光值,記錄數(shù)據(jù),計算相對抑制率一(1化合物處理后的熒光值/DMSO處理后的熒光值)×100%。
2 結果與分析
2.1 不同濃度申嗪酰胺類衍生物對Vero細胞的毒性測定
通過調查不同濃度申嗪酰胺類衍生物處理后Vero細胞的活細胞數(shù),確定衍生物對Vero細胞不產(chǎn)生毒性的濃度。結果顯示,與DMSO處理組(細胞數(shù)為1.520×106個)相比,濃度為10 μg/mL時,9種衍生物SQXA-O1、02、06、08、09、11、12、14、16對Vero細胞無毒性,而其他8種衍生物均產(chǎn)生不同程度的毒性,并隨濃度的增高而漸強;濃度為50μg/mL時,只有SQXA-01、06、14和16表現(xiàn)出無毒性;濃度為100μg/mL時,只有SQXA-Ol、14和16表現(xiàn)出無毒性。SQXA-14和16表現(xiàn)出促Vero細胞生長的作用,見表2。由以上數(shù)據(jù)可得9種申嗪酰胺類衍生物在10 - 100μg/mL濃度范圍內的最大無毒濃度:SQXA-OI(50 μg/mL)、SQXA-02(10μg/mL)、SQXA-06( 100μg/mL)、SQXA-08( 10μg/mL)、SQXA-09( 100μg/mL)、SQXA-11(10 μg/mL)、SQXA-12(10μg/mL)、SQXA-14(100μg/mL)、SQXA-16(100μg/mL)。296F7240-825F-4A55-9A5D-E2361C5F476E
2.2 9種申嗪酰胺類衍生物對IBV-3ab-Iuc復制的影響
在上述9種申嗪酰胺類衍生物最大無毒濃度下,檢測其對IBV-3ab-luc復制的影響,所得的熒光值和相對抑制率見表3、表4。結果表明,方式A處理下,9種衍生物均對IBV-3ab-luc復制表現(xiàn)出不同程度的抑制作用,其中,SQXA-02、06、14和16的相對抑制率超過50%,分別為54.5%、72.2%、60.0%和76.3%;方式B處理下,SQXA-O1、02、06、08、09、11、12、16具有較高的抗IBV-3ab-Iuc活性,相對抑制率在8 0%以上,但SQXA-14無抗病毒活性。結果顯示,SQXA-02、06和16在A、B2種處理方式下均具有較高的抗IBV活性,說明這3種化合物可直接抑制IBV的復制或通過刺激Vero細胞產(chǎn)生抗病毒物質進而抑制IBV的復制;SQXA-01、08、09、11、12在B方式處理下具有較高的抗IBV活性(相對抑制率>80%),而在A方式處理下活性較低(相對抑制率12.9%~42.7%),說明這5種衍生物可直接抑制IBV的復制;SQXA-14在A方式處理下具有60%的抑制IBV復制的活性,但在B方式處理下無抗病毒活性,原因不明,有待進一步研究。
3 討論與結論
申嗪霉素及其類衍生物具有良好的抗癌和抗菌活性[8-9],但它們的抗病毒活性未見詳細報道。本文首次檢測了17種申嗪霉素酰胺類衍生物對Vero細胞的毒性和IBV復制的影響。結果表明,衍生物SQXA-04、05、07、10、13、15、17、18在1Oμg/mL時對Vero細胞具有毒性,并隨著濃度的升高,對Vero細胞的毒性漸大;其他9種申嗪酰胺類衍生物在10 - 1OOμg/mL濃度范圍內的最大無毒濃度:SQXA-01( 50μg/mL)、SQXA-02(10μg/mL)、SQXA-06(100μg/mL)、SQXA-08(10μg/mL)、SQXA-09(100μg/mL)、SQXA-11(10μg/mL)、SQXA-12(10μg/mL)、SQXA-14(100μg/mL)、SQXA-16( 100μg/mL);而SQXA-14和16表現(xiàn)出促Vero細胞生長的作用,說明不同的申嗪霉素酰胺類衍生物對Vero細胞的毒性不同。
檢測9種申嗪酰胺類衍生物最大無毒濃度下IBV-3ab-Iuc復制的影響,結果顯示,SQXA-02、06和16在A、B2種處理方式下均具有較高的抗IBV活性,說明這3種化合物可直接抑制IBV的復制或通過刺激Vero細胞產(chǎn)生抗病毒物質進而抑制IBV的復制;SQXA-O1、08、09、11、12在B方式處理下具有較高的抗IBV活性(相對抑制率>80%),而在A方式處理下活性較低(相對抑制率12.9%~ 42.7%),說明這5種衍生物可直接抑制IBV的復制;SQXA-14在A方式處理下具有60%的抑制IBV復制的活性,但在B方式處理下無抗病毒活性,其抗病毒機制正處于研究中。
申嗪酰胺類衍生物分子式相同但取代基團的連接方式或位置不同,表現(xiàn)出不同的生物活性。如SQXA-02和SQXA-05只是CI的位置不同,但SQXA-05對Vero細胞的毒性更高;SQXA-08. SQXA-15和16分子式相同但F的位置不同,SQXA-15對Vero細胞的毒性顯著高于SQXA-08,相反,SQXA-16能促進Vero細胞的生長,且它的抗IBV的活性高于SQXA-08; SQXA-12與SQXA-13,苯環(huán)的連接方式不同,對Vero細胞的毒性存在差異;SQXA-1O. 14和17.Cl的位置不同,SQXA-lO和17在1O - 100μg/mL濃度范圍表現(xiàn)出對Vero細胞的毒性,而SQXA-16能促進Vero細胞的生長。這些作用的機理有待進一步研究。
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基金項目:國家自然科學基金項目——禽傳染性支氣管炎病毒非編碼RNA的形成機制及其生物學功能(31572490)
作者簡介:蔡智超(1993-),男,碩士,從事分子病毒學研究。
通信作者:方守國(1965-),男,教授,從事分子病毒學研究。296F7240-825F-4A55-9A5D-E2361C5F476E