HIV-1融合抑制剂研究现状及发展趋势

HIV-1融合抑制剂是继逆转录酶和蛋白酶抑制剂后的新一类抗HIV感染药物, 通过阻断病毒与靶细胞膜的融合从而抑制病毒进入靶细胞, 在感染的初始环节切断HIV-1的传播, 其中多肽类融合抑制剂T-20已于2003年上市。HIV-1融合抑制剂以HIV-1跨膜糖蛋白gp41为作用靶标, 它们是一些天然或合成的多肽以及小分子化合物, 通过与gp41功能区结合从而抑制其促融合功能的发挥。近年来, 随着对膜融合过程分子机制以及gp41功能研究的不断深入, 新的以gp41不同功能区为靶点的融合抑制剂分子不断被发现, 成为倍受关注的研究热点之一。本文着重对近年来HIV-1融合抑制剂的研究现状及发展趋势进行综述。     

HIV融合抑制剂的研究进展

人免疫缺陷病毒Ⅰ型（HIV-1）进入靶细胞的过程是由病毒表面的包膜糖蛋白（Env）跨膜亚基gp41介导的。gp41中含有2个α-螺旋疏水重复序列，即N末端重复序列（HR1）和C末端重复序列（HR2）。在融合过程中，它们能寡聚化形成gp4l介导膜融合的功能性结构（6股α-螺旋束核心结构），该结构的形成使得病毒膜与细胞膜接近，继而发生融合。任何可有效阻止6股α-螺旋束核心结构形成的化合物，均有可能产生抗HIV融合活性。多肽类HIV融合抑制剂中C肽和N肽分别衍生于HR2和HR1，具有很好的抗HIV融合活性，C肽类中的新药enfuvirtide（T-20）已于2003年被美国FDA批准上市。现综述近几年HIV融合抑制剂的研究现状及发展方向。     

新型抗艾滋病药物——HIV进入抑制剂的研究进展

HIV与靶细胞融合的过程是药物干预的重要环节。融合过程主要由H IV包被蛋白表面亚基gp120和跨膜亚基gp41介导。H IV gp120与靶细胞上的CD4分子和辅助受体(趋化因子受体CCR5或CXCR4等)结合,导致gp41的构型发生改变,启动病毒包膜与靶细胞膜的融合。在融合过程中,病毒和靶细胞上的这些蛋白和受体均可作为药物的作用靶点,寻找抑制H IV进入靶细胞的药物用来治疗H IV感染和艾滋病。作用于gp41的肽类药物T-20已被美国FDA批准上市,表明继逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂后,H IV进入抑制剂作为第3类抗H IV药物开始在临床上应用。作为一种新机制的抗H IV药物,H IV进入抑制剂单独或与逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂联合应用,将有助于提高药物的疗效,降低毒副作用,并可望挽救对现有抗H IV药物耐药的艾滋病病人的生命。该文综述了近年来H IV进入抑制剂的研究进展。     

HIV-1蛋白酶抑制剂的研究新进展

HIV-1蛋白酶抑制剂（PI）是一类重要的抗HIV/AIDS药物。近年来，药物化学家们从大量化合物中筛选出一些具有抑制HIV-1蛋白酶活性的非核苷的拟肽类化合物。尤其是近2-3年，FDA陆续批准了多种HIV-1 PI进入临床后，艾滋病治疗出现了很大进燕尾服。HIV-1 PI与HIV-1逆转录酶抑制剂的联合应用，大大降低了病毒在体内的复制水平，提高了抗病毒效能。HIV-1 PI多为拟肽类化合物。本文就HIV-1 PI的研究进展作一综述。     

作用于HIV gp120的进入抑制剂研究进展

HIV-1病毒为包膜病毒,其感染靶细胞的第一步是由HIV包膜蛋白表面亚基gp120与靶细胞上的CD4分子和辅助受体（趋化因子受体CCR5或CXCR4等）结合,导致gp41的构型发生改变,启动病毒包膜与靶细胞膜的融合。与gp120相结合的一些抗体、蛋白、多糖、多肽和小分子化合物,都可能影响HIV-1病毒包膜和靶细胞膜融合的过程,从而起到抗HIV-1病毒的作用。该文对近年来以HIV gp120为靶点的HIV进入抑制剂的研究进展进行综述。     

应用假病毒模型寻找H5NI高致病流感病毒侵入抑制剂

目的：建立不同亚型流感病毒侵入环节的细胞水平重组病毒药理筛选模型,并应用该模型筛选流感病毒侵入抑制剂。方法：将表达流感病毒外壳蛋白（hemagglutinin,HA）质粒和HIV-1核心基因共转染至病毒生成细胞,生成由HA包装HIV核心的重组病毒颗粒,简称HA／HIV模型,HIV-1核心基因上携带的报告基因的表达水平可以反映感染水平。在筛选过程中,以VSVG／HIV模型作为特异性对照模型,以HA抗体作为阳性对照。结果：成功构建了两种H5N1亚型和-种H5N2亚型的流感病毒侵入为靶标的药理筛选模型,HA抗体可以成功抑制HA／HIV假病毒颗粒的侵入。应用以上模型筛选了2000余个化合物,其中发现三个海洋来源的化合物YCUA-6、YC-72、GC-29可以剂量依赖性抑制三种不同亚型流感病毒HA介导的侵入,其IC50均在1～10μM之间。结论：目前针对流感病毒的侵入环节尚无有效的药物,本研究首次建立了以流感病毒侵入环节为靶标的药物筛选模型,发现三个海洋来源化合物单体YCUA-6、YC-72、GC-29可有效抑制H5N1高致病流感病毒的侵入,本研究提供了流感病毒侵入抑制剂的先导化合物,为研发新靶点和新结构类型的流感病毒抑制剂建立了筛选和物质平台。     

HIV-1融合的天然屏障

Flight MH∥NatRev Drug Discov.-2007,6(6).-436尽管人们已经了解到在血液循环中具有抗HIV活性的分子,但分离纯化和鉴定的困难使其很难被完全认识。Kirchhoff等系统筛选了由100万个小肽组成的血液过滤物衍生肽化合物库,寻找抑制HIV-1复制的天然抑制剂,并报道了一个全新的病毒复制抑制肽分子(VIRIP),其对HIV-1病毒家族具广谱活性。VIRIP具有20个氨基酸,能强烈抑制HIV-1在人外周血单核细胞(PBMC)中的感染和转运。化学合成的VIRIP能广泛作用于HIV家族系列,对一些抗逆转录酶病毒药物有抵抗性的毒株也有活性,且没有细胞毒性。…     

小分子非肽类HIV蛋白酶抑制剂的计算机辅助分子设计

目的：探索性研究和设计小分子非肽类HIV蛋白酶抑制剂。方法：计算机辅助药物设计的分子对接方法。结果：设计的一系列非肽小分子既有抑制酶的活性,又因模拟结合水而具高特异性,同时由于去除了肽的性质而提高了口服生物利用度。其中,Ppe3j和Bps962e可作为候选先导物。结论：非肽小分子蛋白酶抑制剂有望成为具有较高口服生物利用度而又不失高活性和高特异性的抗HIV病毒药。     

针对艾滋病毒复制周期新靶点的药物研究进展

目前,抗逆转录病毒的治疗虽然已经有了显著进展,但寻找价格低廉、活性更强、不易耐药的抗HIV药物研发工作仍在继续。目前国内外针对HIV复制周期进入、融合、整合以及成熟过程中新靶点的研究成为热点。文中对药物进入/融合抑制剂（包括病毒吸附抑制剂、病毒辅助受体抑制剂、病毒融合抑制剂）、整合酶抑制剂和成熟抑制剂的作用机制和特点进行了综述,并且,介绍了2008年新上市的非核苷类逆转录酶抑制剂intelence（etravirine）的特点。     

作用于HIV包膜蛋白亚基gp41的多肽类融合抑制剂

HIVgp4 1是病毒包膜上介导HIV与靶细胞膜融合的跨膜糖蛋白 ,其包膜外区包括位于N末端的融合多肽和下游的N末端重复序列 (NHR) ,以及C末端的重复序列(CHR)。衍生于gp4 1NHR和CHR的N 多肽和C 多肽具有抑制HIV与靶细胞融合的活性 ,其中C 多肽T 2 0已获得美国FDA批准 ,成为继逆转录酶抑制剂和蛋白酶抑制剂后的第三类抗艾滋病药物 ,即HIV融合抑制剂。由于T 2 0等为多肽类药物 ,容易被体内蛋白酶降解 ,临床剂量大 ,用基因工程手段难以满足需要 ,因此只能采用多肽合成技术进行生产 ,成本高昂。为此 ,人们希望寻找到具有相似机制的活性短肽 ,或通过多肽设计使活性多肽适合用基因工程进行大规模生产。近年来 ,对N 多肽和C 多肽进行结构改造已成为研究的热点 ,出现了许多相对分子质量较小 ,不容易被内源性蛋白酶降解 ,或者能用基因工程手段生产的活性多肽 ,同时多肽药物抑制HIV感染的作用机制也因此而逐渐清晰起来     

Glycoside analogs of beta-galactosylceramide, a novel class of small molecule antiviral agents that inhibit HIV-1 entry

The interaction between HIV gp120 and galactose-containing cell surface glycolipids such as GalCer or Gb(3) is known to facilitate HIV binding to both CD4(+) as well as CD4(-) cells. In an effort to develop small molecule HIV-1 entry inhibitors with improved solubility and efficacy, we have synthesized a series of C-glycoside analogs of GalCer and tested their anti HIV-1 activity. The analogs were tested for gp120 binding using a HIV-1 (IIIB) V3-loop specific peptide. Two of the six analogs that interfered with gp120 binding also inhibited HIV Env-mediated cell-to-cell fusion and viral entry in the absence of any significant cytotoxicity. Analogs with two side chains did not show inhibition of fusion and/or infection under identical conditions. The inhibition of virus infection seen by these compounds was not coreceptor dependent, as they inhibited CXCR4, CCR5 as well as dual tropic viruses. These compounds showed inhibition of HIV entry at early steps in viral infection since the compounds were inactive if added post viral entry. Temperature-arrested state experiments showed that the compounds act at the level of virus attachment to the cells likely at a pre-CD4 engagement step. These compounds also showed inhibition of VSV glycoprotein-pseudotyped virus. The results presented here show that the glycoside derivatives of GalCer with simple side chains may serve as a novel class of small molecule HIV-1 entry inhibitors that would be active against a number of HIV isolates as well as other enveloped viruses.     

The activity of matrix metalloproteinase-9 is part of the mechanism of cell-to-cell HIV-1 endocytosis in dendritic cells

Human immunodeficiency virus (HIV) starts to replicate upon virus-cell fusion mediated by the CD4-Env-coreceptor interaction. HIV enters target cells also through endocytosis, a mechanism which rarely leads to HIV replication. Both modes of entry are greatly improved by cell-cell contact. We recently reported that the contact of human primary dendritic cells with HIV-1 infected cells leads to high levels of virus endocytosis and HIV-1 antigen presentation activity in dendritic cells. Here, we provide evidence that the activity of matrix metalloproteinase (MMP)-9 is involved in the mechanism of cell-to-cell HIV-1 endocytosis in DCs. Accordingly, the specific inhibition of MMP-9 led to reduced extents of HIV-1 antigen presentation activity. The identification of cell molecules involved in the cell-to-cell HIV-1 endocytosis would be of significance for better understanding the mechanisms underlying the induction of the anti-HIV adaptive immune response.     

A simple screening system for anti-HIV drugs: syncytium formation assay using T-cell line tropic and macrophage tropic HIV env expressing cell lines--establishment and validation.

The first step in cellular entry of HIV involves binding of the viral envelope glycoprotein complex (gp120/gp41) to specific receptor molecules on the target cells. The cell-cell fusion (syncytium formation) between env expressing cells and CD4+ cells mimics the viral infection of the host cells. To search for anti-HIV substances preventing this process, we constructed the recombinant cell lines, HeLa/CD4/Lac-Z and HeLa/T-env/Tat for T-cell tropic (HIV-1(NL4-3)) system, and HOS/CD4/CCR5/Lac-Z and HeLa/M-env/Tat for macrophage tropic (HIV-1(SF162)) system. When each pair of cells were co-incubated for 20 hours, the multinuclear giant cells (syncytia) were formed and beta-galactosidase was expressed. These systems are less biohazardous because no infectious virus particles are used. Their validity in screening for anti-HIV substances which inhibit syncytium formation was confirmed using various known HIV entry inhibitors.