ROS-线粒体-NLRP3/STING轴介导了ZIF8纳米颗粒增强抗冠状病毒活性的作用

摘要

冠状病毒（CoVs）对动物和人类健康构成严重威胁，这凸显了迫切需要开发广谱抗病毒策略，以提供超越疫苗的快速且独立于免疫系统的保护。在这项研究中，我们开发了一种基于沸石的咪唑框架-8（ZIF8）作为创新的锌基抗病毒纳米剂，并发现其抗病毒活性明显优于常用的氧化锌（ZnO）。以猪流行性腹泻病毒（PEDV）作为α-冠状病毒模型，机制研究表明，ZIF8能够减轻过量的活性氧（ROS）积累，维持线粒体稳态，同时通过适度打开线粒体通透性转换孔（mPTP）促进细胞质mtDNA的释放，并协调调节NLRP3炎性小体激活和STING信号通路，从而增强宿主的抗病毒反应。与此机制一致，ZIF8纳米颗粒对代表性的β-、γ-和δ-冠状病毒（包括牛冠状病毒（BCoV）、传染性支气管炎病毒（IBV）和猪δ-冠状病毒（PDCoV）表现出广谱抑制作用。此外，在PDCoV感染的小鼠模型中，ZIF8在预防和治疗方案下均能有效减少病毒复制并防止肠道损伤。总体而言，这些发现确立了ROS-线粒体-NLRP3/STING轴作为ZIF8介导抗病毒活性的关键机制基础，并为基于纳米材料的广谱抗病毒疗法的合理设计提供了新的见解。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

冠状病毒（CoVs）对动物和人类健康构成严重威胁，这凸显了迫切需要开发广谱抗病毒策略，以提供超越疫苗的快速且独立于免疫系统的保护。在这项研究中，我们开发了一种基于沸石的咪唑框架-8（ZIF8）作为创新的锌基抗病毒纳米剂，并发现其抗病毒活性明显优于常用的氧化锌（ZnO）。以猪流行性腹泻病毒（PEDV）作为α-冠状病毒模型，机制研究表明，ZIF8能够减轻过量的活性氧（ROS）积累，维持线粒体稳态，同时通过适度打开线粒体通透性转换孔（mPTP）促进细胞质mtDNA的释放，并协调调节NLRP3炎性小体激活和STING信号通路，从而增强宿主的抗病毒反应。与此机制一致，ZIF8纳米颗粒对代表性的β-、γ-和δ-冠状病毒（包括牛冠状病毒（BCoV）、传染性支气管炎病毒（IBV）和猪δ-冠状病毒（PDCoV）表现出广谱抑制作用。此外，在PDCoV感染的小鼠模型中，ZIF8在预防和治疗方案下均能有效减少病毒复制并防止肠道损伤。总体而言，这些发现确立了ROS-线粒体-NLRP3/STING轴作为ZIF8介导抗病毒活性的关键机制基础，并为基于纳米材料的广谱抗病毒疗法的合理设计提供了新的见解。

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