银纳米材料抗猪传染性胃肠炎病毒作用

冠状病毒隶属冠状病毒科,它主要导致机体上呼吸道和胃肠道的感染。猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)是冠状病毒的一种,能导致仔猪严重腹泻,给养猪业造成重大的经济损失。虽然疫苗接种已经广泛用于预防猪传染性胃肠炎病毒的感染,但是免疫效果并不理想,这种疾病的传播依然存在。然而,目前对于抗猪传染性胃肠炎病毒感染的药物研究还十分有限,因此开发能够预防和治疗猪传染性胃肠炎的药物迫在眉睫。近年来,银纳米材料由于具有优良的抗微生物特性,已逐渐成为人们关注的热点。本研究以猪传染性胃肠炎作为冠状病毒模型,从细胞水平评价了3种不同的银纳米材料对猪传染性胃肠炎病毒感染宿主细胞及介导的细胞凋亡的抑制效果,并通过MMP、p38MAPK信号通路激活、Bcl-2家族蛋白的表达、半胱氨酸蛋白酶前体的降解等方面,进一步探讨可能的分子机制。研究结果如下：应用环境扫描电子显微镜(ESEM)和透射电子显微镜(TEM)对包括银纳米颗粒(AgNPs)、两种银纳米线(Ag NWs60、Ag NWs400)3种有代表性的银纳米材料进行表征,发现银纳米颗粒分布均匀粒径小于20nm；两种银纳米线的直径分别在60nm和400nm。采用免疫荧光法、实时定量PCR、流式细胞术以及免疫印迹法,研究了3种银纳米材料体外对猪传染性胃肠炎病毒感染宿主细胞抑制作用,MTT试验结果表明,在12.5μg/mL无毒浓度下,银纳米颗粒及两种银纳米线抑制猪传染性胃肠炎病毒抑制率可达到67.35%(AgNPs)、53.90%(Ag NWs60)和58.65%(Ag NWs400);免疫荧光和实时定量荧光PCR结果同样证实了三种银纳米材料能够显著地抑制猪传染性胃肠炎病毒对ST细胞的感染。猪传染性胃肠炎病毒感染细胞发生凋亡,其分子机制是通过下调抑凋亡蛋白Bcl-2、上调促凋亡蛋白Bax的表达,改变线粒体膜电位,激活p38MAPK信号通路以及增强转录因子p53表达。进一步研究结果表明,3种银纳米材料能够通过调控p38/线粒体-caspase-3信号通路进而减少细胞凋亡数量。综上所述,银纳米材料可有效地抑制猪传染性胃肠炎病毒感染细胞,其作用机制是通过灭活病毒亦或阻断病毒侵入细胞；不同质量浓度PVP表面修饰的银纳米材料具有的抗病毒效果各不相同,这些均为开发新型抗冠状病毒药物提供新思路。