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NANO编辑优选：广东省二医李天旺团队表面工程化纳米硒抗HSV-1病毒活性研究

10 1月 2025 gabriels

本篇研究来自广东省第二人民医院李天旺团队。本研究中，利用表面配体技术构建了三种不同表面电荷的Se NPs（PVP-Se，CTAB-Se，SDS-Se），研究发现表面活性剂的修饰的三种硒纳米粒子比未经修饰的纳米硒具有更高的稳定性，并且除表面电荷不同外，三种硒纳米粒子的尺寸与性质相似。进一步研究发现，三种硒纳米粒子的细胞摄取与蛋白亲和性与其表面电荷密切相关，其中SDS-Se纳米粒子与PVP-Se和CTAB-Se相比，虽然在RAW 264.7中细胞摄取率最低，但是表现出对HSV-1蛋白亲和力高，结合力强，并且这种作用力下，SDS-Se显示出最强的抗HSV-1活性，保护正常细胞免受病毒感染。

文章介绍

Surface different charge ligands for modulating selenium nanoparticles formation and activating the interaction with proteins for effective anti-Herpessimplex virus l infection

Xu Chen（陈旭）, Jian Yue（乐健）, Xiongjun Xu（徐雄军）, Jiajun Chen（陈嘉俊）, Xuechan Huang（黄学婵）, Yukai Huang（黄郁凯）, Yang Yang（杨洋）, Feng Li（李风） and Tianwang Li（李天旺）

通讯作者：

陈旭，广东省第二人民医院
李风，广州市第八人民医院
李天旺，广东省第二人民医院

研究背景：

单纯疱疹病毒1型（HSV-1）是已知的八种人类疱疹病毒之一，其特点是其双链DNA基因组较大，结构稳定。1型单纯疱疹病毒主要通过唾液传播，具有很强的传染性和侵袭速度快全世界95%的成年人感染。统计数据表明，每年有20多万例与1型单纯疱疹病毒感染有关的癌症病例导致约14万人死亡。然而，目前缺乏针对1型单纯疱疹病毒感染的有效治疗方法，也没有可用的预防疫苗。

硒（Se）是动物和人类必需的微量元素。最近的研究表明硒不仅可以减轻氧化损伤，还可以通过直接调节机体的免疫反应来表现出抗病毒的特性。研究表明适量补充硒可提高体内TNF-α和干扰素-γ的水平，从而增强对A/NWS/33 （H1N1）流感病毒的免疫反应。此外，研究表明，补充硒的COVID-19患者的治愈率更高，研究结果证实了这一点与湖北其他城市相比，恩施的治愈率为36.4%。因此，硒补充为抗HSV-1策略提供了一个有希望的途径，特别是硒纳米颗粒（Se NPs）具有更高的稳定性和更少的毒副作用，使它们更有利于对抗HSV-1感染。虽然Se NPs已被证明具有抗HSV-1的活性，其抗病毒机制，特别是Se NPs表面特性与HSV-1之间的相互作用仍未完全理解。

研究内容：

为了阐明表面配体对硒纳米颗粒的物相和抗病毒性能的影响，研究Se NPs表面性质与HSV-1包膜糖蛋白之间的相互作用以及抗病毒作用机制。本研究利用表面配体技术，选择了三种表面电荷性质不同的配体（十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），十二烷基硫酸钠（SDS）和聚乙烯吡咯烷酮（PVR））作为表面活性剂，分别合成了三种不同表面电荷的Se NPs，即带正电荷的CTAB-Se NPs、带负电荷的SDS-Se NPs、和带电中性的PVP- Se NPs。研究发现表面活性剂的修饰对于纳米硒的性质有着明显的影响，三种不同电荷的硒纳米粒子比未经修饰的纳米硒具有更高的稳定性，并且除表面电荷不同外，三种硒纳米粒子的尺寸与性质相似（图1）。

图1. (A) AA-Se、PVP-Se、CTAB-Se和SDS-Se的TEM图像；(B) DLS检测去离子水中AA-Se、PVP-Se、CTAB-Se和SDS-Se的粒径分布；(C) AA-Se、PVP-Se、CTAB-Se和SDS-Se在去离子水（pH=7.4）中的Zeta电位；(D) AA-Se、PVP-Se、CTAB-Se和SDS-Se水溶液随时间的变化图像。

进一步研究发现，三种不同电荷的硒纳米粒子展现了不同的亲疏水性作用，其中SDD-Se NPs的亲水性最高，其接触角只有31.2°，亲疏水性的不同也进一步影响了三种硒纳米粒子的细胞摄取作用，通过激光共聚焦检测发现由于SDS-Se NPs亲水性强，在RAW 264.7细胞中细胞摄取最低，而PVP-Se NPs亲脂性最强，因此展现了最强的细胞摄取率。基于此，我们进一步提取了HSV-1的蛋白，通过等温滴定量热（ITC）检测了三种硒纳米粒子与HSV-1蛋白的亲和性，结果显示在RAW 264.7中细胞摄取率最低，但是表现出对HSV-1蛋白的亲和力最高，亲和性最高（图2）。

图2. (A) PVP-Se、CTAB-Se、SDS-Se接触角实验；(B) PVP-Se、CTAB-Se和SDS-Se在RAW 264.7细胞系中的细胞摄取情况；(C) PVP-Se、CTAB-Se、SDS-Se和HSV-1蛋白之间结结力的ITC数据。

随后，我们进一步检测了三种表面不同电荷的硒纳米粒子的抗HSV-1的作用，其中SDS-Se显示出最强的抗HSV-1活性，保护正常细胞免受病毒感染，在5 μg/mL的SDS-Se NPs作用下，病毒斑块数量明显减少，抑制率超过70%。通过PCR进一步检测发现我们发现SDS-Se通过HSV-1中UL54、UL52和UL27的表达以及早期蛋白ICP0和晚期蛋白ICP5的水平，有效抑制了HSV-1感染的各个阶段对增殖和组装，从而抑制并增强了抗HSV-1的作用。因此，本研究系统研究表面配体对于Se NPs抗病毒活性中的作用，并建立了一种通过调节表面电荷来控制抗病毒活性的策略，推动了Se NPs的抗病毒研究和应用。

图3. (A)用AA-Se NPs、PVP-Se NPs、SDS-Se NPs以及CTAB-Se NPs分别感染Vero细胞株24 h，镜下观察细胞病变效果；(B)在SDS-Se NPs存在的情况下，Vero细胞株感染HSV-1 2 h，然后进行病毒斑块测定；（C-E）在SDS-se存在的情况下，Vero细胞株感染HSV-1 24 h后，采用RT-qPCR检测UL54、UL52和UL27 mRNA的表达水平；(F)或ICP0、ICP5蛋白表达水平。

作者介绍

李天旺教授

广东省第二人民医院

李天旺，广东省第二人民医院风湿免疫科创始人、医学博士、博士/硕士研究生导师，美国哈佛大学医学院访问学者。主要研究方向为强直性脊柱炎和痛风的基础与临床，主持及参与国家、省、局厅级科研课题10余项，在Annals of The Rheumatic Diseases发表科研论文70余篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI收录论著30余篇；主编科普专著2本：《透视强直性脊柱炎与脊柱关节炎》和《治好痛风并不难》；参编风湿病专著2本。

期刊介绍

Nanotechnology

2023年影响因子：2.9 Citescore：7.1
Nanotechnology（NANO）创刊于1990年，是第一本纳米科研和技术领域的专业期刊。NANO发表纳米技术研究发展前沿的高水平研究论文及纳米研究进展的综述，主要集中在纳米能源、生物和医学、电子和光子、图案和纳米加工、传感和驱动、材料合成和材料性能等领域。