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Immune regulation tech

抑制 SARS-CoV-2 技術

         透過次世代基因偵測技術 - RNAseq 以及基因表現圖譜檢測平台- CLUE 數據庫來推動 ”藥新用” 的藥物及保健食品開發。此系統為大規模串聯疾病、基因與藥物三者之間的關聯性並形成強而有力互聯網平台。共收集了 132 萬筆經由 L1000 測得的基因微陣列資料(包含超過 20,000 個小分子藥物的基因表現圖譜資料),同時我們也擁有 1.2 萬筆不同藥物及保健食品的基因表現圖譜資料庫。另外整合多種生物和疾病途徑數據庫(KEGG,Gene Ontology,Disease Ontology,GSEA)以更深度、精準預測方式篩選出植物萃取為有潛在逆轉SARS-CoV-2 與急性呼吸窘迫症候群的藥物以治療 COVID-19

透過生物晶片與大數據分析植物萃取為潛力治療藥物

         我們藉由這些基因圖譜其已被收入到 MSigDB 資料庫中,利用 GSEA 分析進一步揭露植物萃取與新冠肺炎關聯性。植物萃取在 BEAS2B 細胞治療中的基因表現反應顯示,藥物效果可有效逆轉 SARS-CoV-2 的特徵,並減少與 COVID-19 相關的細胞激素釋放症後群(cytokine release syndrome, CRS)。分析結果說明 SARS-CoV-2 中上調的基因在治療中被下調(NES<0),下調的基因在治療中被升高(NES>0)

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植物萃取可以有效逆轉 SARS-CoV-2 感染肺部後的基因特徵

         從大數據分析植物萃取在 BEAS2B 正常支氣管上皮細胞中產生差異表現基因群,並進一步利用富集分析(enrichment analysis) 藥物在生物上的功效路徑。預測結果說明植物萃取與鐵依賴型使細胞死亡(ferroptosis)、小分子核酸(miRNA)或膽固醇生合成等調節功能有高度相關性。同時疾病分析表示, Virofree™ 與鐵代謝紊亂(Iron Metabolism Disorders)、糖尿病(Diabetes Mellitus)、肺動脈高壓(Pulmonary Hypertension, PH)以及特發性肺動脈高壓(Idiopathic pulmonary hypertension)等高度相關,尤其後兩者是急性呼吸窘迫症候群特徵。諭示植物萃取能藉由調節鐵運輸和 miRNA 來治療急性呼吸窘迫症候群。

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低劑量植物萃取於 BEAS2B 的差異表現基因

火山圖右邊為植物萃取促進基因表現;左邊是抑制基因表現(Fold Change >1.5, original p-value <0.05)。

富集分析圖.png

富集分析流程圖

         植物萃取處理 BEAS2B 細胞的 RNA 樣品後進行 RNAseq 基因表現偵測,與對照組(PBS)比對運算差異表現基因,從而獲得顯著意義基因,可作為富集分析數據。富集分析是利用差異表現基因群與各生物或疾病途徑基因群進平交叉比對,以篩選出潛在治療疾病對象與藥物功能。

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前 10 名高相關性的藥物功能與疾病分析結果

          植物萃取調控鐵依賴型使細胞死亡(ferroptosis)、鐵代謝紊亂(Iron Metabolism Disorders) 、肺動脈高壓(Pulmonary Hypertension, PH)以及特發性肺動脈高壓(Idiopathic pulmonary hypertension)。(A)為 KEGG(作用機轉數據庫)分析結果(B)為 DisGeNET(疾病數據庫)。Bar 狀漸層顏色表示 p 值,紅色值越小越顯著;藍色值越大越不顯著。Bar 狀長度表示基因(為 Virofree™ 調控)與途徑(基因集)交集數目。(C)網狀圖表是 HMOX1、TFRC、CYP1B1 以及 SLC25A37 會參與 ferroptosis, miRNA 和 Pulmonary Hypertension 作用途徑中,顯示這 3 者之間有交互作用會由 Virofree™ 調控。綠色為下調節基因表現,紅上為調節基因表現。(D)網狀圖顯示 DisGeNET 前 10 疾病間相互關係網。點大小代表基因集數目,顏色為 p 值。

植物萃取為有效的 SARS-CoV-2 主要蛋白酶(main protease, Mpro)抑制劑

         SARS-CoV-2需要主要蛋白酶的幫助進行複製,這使此蛋白酶成為一個誘人的治療目標。本研究團隊為了評估植物萃取抑制SARS-CoV-2主要蛋白酶的能力,於蛋白酶活性測定中將植物萃取用作抑製劑。由結果可以明顯看出植物萃取可以有效抑制主要蛋白酶的活性。

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植物萃取抑制主要蛋白酶活性

         將 nsp4和nsp5之間的切割位點合成熒光肽(Abz-TSAVLQSGFRK-Dnp),該熒光肽包括熒光團(Abz)及其猝滅劑(Dnp)。主要蛋白酶的裂解導致淬滅劑 Dnp 從 Abz 釋放,從而導致在 Abz 的 UV 激發下發射熒光,並以螢光強度測量 SARS-CoV-2 主要蛋白酶活性。IC50 為 19.71±43.94 µg / ml

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