冠状病毒是一类可感染人类及多种动物的RNA病毒，具有宿主范围广、传播风险高和变异快等特点。过去二十年中，多种新发冠状病毒相继暴发，引发严重公共卫生危机，并对畜牧业和全球经济造成重大损失。尽管疫苗在防控中发挥了重要作用，但面对病毒快速传播和持续变异，开发具有广谱、快速的抗病毒策略仍然十分必要。
近日，兽医所动物腹泻病防控创新团队在广谱抗冠状病毒生物功能材料的开发及其作用机制研究方面取得重要进展，相关研究以题为“ROS-mitochondria-NLRP3 /STING axis mediates the enhanced anti-coronavirus activity of ZIF8 nanoparticles”在线发表于国际权威期刊《Journal of Nanobiotechnology》（Top期刊，IF:12.6）。该研究针对冠状病毒感染过程中活性氧异常积累和线粒体稳态破坏等关键特性，设计合成了锌基沸石咪唑酯骨架材料ZIF8，系统比较了其与常用锌基材料ZnO的抗病毒效果及其在病毒生命周期不同阶段的作用差异，并阐明了ZIF8发挥抗病毒作用的关键机制。
研究人员发现，与ZnO相比，ZIF8表现出更强的抗猪流行性腹泻病毒（PEDV）效果，并可显著抑制病毒复制。机制研究表明，ZIF8能够缓解病毒感染诱导的过量ROS积累，维持线粒体稳态；同时通过适度开放线粒体通透性转换孔mPTP，促进胞质线粒体DNA释放，并协同调控NLRP3炎症小体活化和STING信号通路，从而增强宿主抗病毒免疫反应。
进一步研究发现，ZIF8纳米颗粒对β、γ和δ冠状病毒属代表毒株均表现出广谱抑制作用，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）。在PDCoV感染小鼠模型中，ZIF8在预防性和治疗性给药条件下均能够有效降低病毒复制水平，减轻肠道损伤，展现出良好的体内保护效果。该研究为基于生物功能材料的广谱抗病毒药物设计提供了新的理论依据和技术思路。
兽医所动物腹泻病防控创新团队硕士研究生葛豪杰和廖梦娟为论文共同第一作者，团队首席李彬研究员和胡米助理研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、江苏省自然科学基金等项目资助。