Undersøgelse af in vitro-influenzaeffekten af ferulaldehyd
Influenza er en akut respiratorisk infektionssygdom forårsaget af influenzavirus med sæsonmæssige og epidemiske karakteristika. Influenzavirus tilhører familien Orthomyxoviridae og er opdelt i fire typer: type A, type B, type C og type D. Forebyggelse og behandling af influenza, vacciner og antivirale lægemidler er stadig de mest effektive valg. Med hensyn til at reducere forekomsten og dødeligheden anses vacciner for at være den mest ideelle måde at kontrollere influenzapandemien på. Influenzavacciner er dog kun effektive, når vaccinestammen matcher den epidemiske virusstamme. De mest almindelige kliniske lægemidler til behandling af influenza er NA-hæmmere, herunder oseltamivir, zanamivir og paramivir, samt M2-protonkanalblokkere, herunder amantadin og rimantadin. Desværre er nogle af de nye stammer af influenza A-virus naturligt bærere af mutationsgener, som fører til resistens over for disse lægemidler. Derfor haster det med at finde nye lægemidler mod influenza. Influenzavirusinfektion kan udløse forskellige immunreaktioner i kroppen og forårsage frigivelse af regulerende cytokiner som tumornekrosefaktor - α (TNF - α), interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6) osv. Overdreven immunrespons kan også føre til inflammatoriske skader på målorganer og endda påvirke organfunktionen. Derfor er reduktion af de inflammatoriske skader forårsaget af influenzavirus også et vigtigt aspekt i behandlingen af influenza.
Phenylpropanoider er en stor klasse af naturligt forekommende forbindelser, herunder phenylpropanol, phenylpropanol, phenylpropanoid, coumarin, lignin osv. Moderne farmakologisk forskning har fundet ud af, at disse forbindelser har den virkning, at de reducerer oxidative stressskader, modvirker tumorer og modvirker influenzavirus. Der er forskningsmæssigt belæg for, at den influenzabekæmpende effekt af det traditionelle kinesiske medicinpræparat Banlangen er tæt forbundet med dets phenylpropanoide komponenter. Ferulaldehyd (FDE), en lille molekyleforbindelse i phenylpropanoidklassen, er almindeligt forekommende i planter som lakrids, nervegræs og kamille og er blevet rapporteret at have antioxidant- og antiinflammatoriske aktiviteter. Vi isolerede FDE-strukturer fra både Valeriana jatamansi Jones og Paeoniae Rubra Radix og opdagede for første gang deres betydelige aktivitet mod influenzavirus. Edderkoppeduft og rød pæon, som er traditionelle kinesiske lægemidler med en lang historie af medicinsk brug, er også blevet registreret i behandlingen af influenza. Derfor er screening af effektive forbindelser fra dem og undersøgelse af virkningsmekanismen for deres aktive ingredienser af stor betydning for deres omfattende udvikling og anvendelse. Derfor har denne undersøgelse til formål at undersøge FDE's indvirkning på influenzavirus' livscyklus og dens rolle i det inflammatoriske respons forårsaget af influenzavirusinfektion.

Vi isolerede phenylpropanoide forbindelser FDE fra to lægeurter, Spider Fragrance og Red Peony, med et indhold på henholdsvis 0,02% og 0,012%. Selvom phenylpropanoidforbindelser ikke er hovedkomponenterne i edderkoppeduft og rød pæon, spiller de sandsynligvis en vigtig rolle i disse to urters anvendelse mod influenza. Denne undersøgelse viste, at FDE har betydelige virkninger mod influenzavirus. Høje koncentrationer af FDE kan påvirke agglutineringen af røde blodlegemer, hvilket tyder på, at det kan forstyrre bindingen af influenzavirus til receptorceller, men dets virkning er ikke signifikant ved lave koncentrationer. Influenzavirus, der kommer ind i værtscellen, gennemgår transkription og replikation gennem forskellige komponenter i værtscellen. Virus vRNP er den mest basale replikationsenhed af influenzavirus, som er et kompleks bestående af viralt RNA, alkalisk polymerase 1 (PB1), alkalisk polymerase 2 (PB2), syrepolymerase (PA) og nukleoprotein (NP). VRNP transporteres ind i kernen og transkriberes til viralt mRNA på primerafhængig vis. MRNA'et translokeres derefter og syntetiseres til virale proteiner. Gennem timing-eksperimentet med lægemiddeltilsætning fandt vi ud af, at FDE kan reducere genereringen af viralt NP-protein, hvilket sandsynligvis vil forstyrre virusreplikationsprocessen. Molekylære dockingresultater viste, at FDE faktisk kan binde sig til det aktive sted i NP-proteinet, og NP kan være et effektivt mål for FDE. Derudover opdagede vi effekten af FDE på NA-aktivitet gennem neuraminidaseaktivitetsinhiberingseksperimenter, og molekylære dockingeksperimenter understøtter også dette resultat, hvilket tyder på, at FDE også kan hæmme den ekstracellulære proces med influenzavirus. Desuden er influenzavirus i sig selv ikke den vigtigste årsag til alvorlig sygdom og død. Lungevævsskade eller mere alvorligt akut luftvejssyndrom forårsaget af virussen er hovedårsagen til den høje patogenicitet og død af influenzavira, især højpatogene influenzavira. Vi fandt, at FDE kan reducere udtrykket af iN-OS og COX-2 i makrofager inficeret med influenzavirus og også hæmme udtrykket af IP-10 i makrofager forårsaget af virussen, hvilket tyder på, at FDE også kan påvirke rekrutteringen og aggregeringen af yderligere inflammatoriske celler og reducere det inflammatoriske respons. Ovenstående resultater indikerer, at FDE kan have mere end ét mål for sin aktivitet mod influenzavirus. Tilstedeværelsen af flere mål i små molekyleforbindelser kan gøre dem mere effektive og mindre tilbøjelige til lægemiddelresistens, men det gør også ofte deres virkninger in vivo mere komplekse og kan endda have flere toksiske bivirkninger.

Sammenfattende viste denne undersøgelse, at phenylpropanoiden FDE i edderkoppeduft og rød pæon har anti-influenzavirusaktivitet in vitro. Ved at undersøge FDE's indvirkning på influenzavirus' livscyklus blev det konstateret, at dets anti-influenzamekanisme hovedsageligt forstyrrer replikations- og frigivelsesprocessen for influenzavirus, og influenzavirus NP- og NA-proteiner er sandsynlige mål for dets virkning. Samtidig kan forbindelsen også hæmme udtrykket af inflammationsrelaterede proteiner og kemokiner forårsaget af influenzavirus og derved lindre immunskader i kroppen forårsaget af virusinfektion.