本研究由法国巴黎巴斯德研究所（Institut Pasteur）病毒种群与致病机制单元（Viral Populations and Pathogenesis Unit）的Bryan C. Mounce、Teresa Cesaro、Lucia Carrau、Thomas Vallet及Marco Vignuzzi等人完成，其中Marco Vignuzzi为通讯作者。该研究于2017年发表在期刊《Antiviral Research》第142卷上，文章题目为《Curcumin inhibits Zika and chikungunya virus infection by inhibiting cell binding》。该研究报道了姜黄素（curcumin）在体外对寨卡病毒（Zika virus）和基孔肯雅病毒（chikungunya virus）感染的抑制作用，并阐明了其主要机制为干扰病毒与细胞的结合。
姜黄素是姜黄（turmeric）中的一种成分，作为食品添加剂和草药补充剂被广泛用于日常饮食和传统医学中。既往研究表明姜黄素对多种病毒具有抗病毒活性，包括登革病毒（dengue virus）、丙型肝炎病毒（hepatitis C virus）、单纯疱疹病毒（herpes simplex virus）和人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus）等。然而，姜黄素对不同病毒的作用机制并不一致，可能涉及细胞信号通路改变、脂质代谢调节以及直接抑制病毒复制等多个层面。寨卡病毒和基孔肯雅病毒均为经节肢动物传播的蚊媒病毒（arthropod-borne viruses），分别属于黄病毒科（Flaviviridae）中的黄病毒属（Flavivirus）和披膜病毒科（Togaviridae）中的甲病毒属（Alphavirus），两者均为有包膜的正链RNA病毒，并在全球范围内引起过多次暴发流行，构成严重的公共卫生威胁。由于新型抗病毒药物研发周期长、成本高，利用已批准药物或天然化合物进行再开发成为应对新发和再发病毒的重要策略。该研究旨在探讨姜黄素对寨卡病毒和基孔肯雅病毒的体外抗病毒活性，并进一步明确其作用机制。
在实验流程方面，研究首先在HeLa细胞中评价了不同浓度姜黄素对寨卡病毒复制的影响。细胞在感染前2小时用1 nM至5 μM浓度范围的姜黄素预处理，之后以感染复数（multiplicity of infection, MOI）为0.1感染寨卡病毒，并在感染后48小时收集上清进行病毒滴度测定。结果显示，100 nM及以上浓度姜黄素可显著降低寨卡病毒滴度，并呈剂量依赖性。研究者还通过定量逆转录PCR（qRT-PCR）检测了细胞相关病毒RNA水平，发现5 μM姜黄素处理可减少寨卡病毒基因组数量。此外，在BHK-21细胞中也观察到类似的抑制作用，说明该效应并非特定细胞系所独有。为排除姜黄素通过细胞毒性影响病毒复制，研究者进行了细胞活力检测，发现10 μM姜黄素会导致细胞活力明显下降，而5 μM浓度对细胞活力无明显影响，因此后续实验均采用5 μM姜黄素。进一步的时间进程实验显示，姜黄素对寨卡病毒和基孔肯雅病毒的抑制作用在感染后24小时和48小时最为明显，到72小时病毒滴度恢复至未处理水平。相比之下，一种无包膜肠道病毒——柯萨奇病毒B3（coxsackievirus B3, CVB3）对姜黄素不敏感，这表明姜黄素的作用可能特异性针对有包膜病毒。
为明确姜黄素作用的时间窗口，研究进行了加药时间实验。HeLa细胞在感染前、感染时或感染后不同时间点加入姜黄素，结果发现，无论是在感染前还是感染后加药，寨卡病毒和基孔肯雅病毒均表现出对姜黄素的敏感性，但以感染前或感染时加药效果最为显著，提示姜黄素主要在病毒感染早期阶段发挥作用。研究者进一步用高MOI（MOI=10）感染细胞，并在感染前后不同时间点加药，检测病毒RNA和蛋白积累情况。结果显示，只有预处理细胞的病毒RNA和非结构蛋白水平显著降低，感染后立即加药对病毒RNA积累无显著影响。由此推断姜黄素可能作用于病毒结合或进入阶段，而非病毒复制或蛋白合成阶段。
为了验证姜黄素是否直接影响病毒颗粒的感染性，研究者将寨卡病毒、基孔肯雅病毒、水疱性口炎病毒（vesicular stomatitis virus, VSV）和柯萨奇病毒B3分别与不同浓度姜黄素在37°C共孵育8小时，随后直接进行空斑试验检测病毒滴度。结果显示，三种有包膜病毒均对姜黄素敏感，感染性随姜黄素浓度增加而显著下降，在1 mM浓度下感染性丧失超过99%；而柯萨奇病毒B3即使在1 mM浓度下也不受影响。此外，寨卡病毒与5 μM姜黄素共孵育2小时即可观察到感染性下降，表明该效应同时具有时间依赖性。研究还进一步考察了姜黄素结构类似物（包括bisdemethoxycurcumin、demethoxycurcumin、EF-24和FLLL31）的抗病毒活性，发现去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素对有包膜病毒具有与姜黄素相似的抑制效果，而EF-24和FLLL31的活性较弱且细胞毒性更大。半数抑制浓度（IC50）和半数细胞毒性浓度（CC50）的计算结果也支持姜黄素及其部分类似物具有较宽的治疗窗口。
机制研究方面，作者假设姜黄素直接干扰病毒颗粒与细胞表面的结合。为验证该假设，研究者将寨卡病毒、基孔肯雅病毒和柯萨奇病毒B3分别与不同浓度姜黄素孵育4小时，然后将病毒接种于HeLa细胞表面，在4°C条件下孵育1小时以允许病毒结合但阻止其进入细胞，随后洗涤去除未结合病毒，并通过qRT-PCR定量结合在细胞表面的病毒基因组。结果显示，姜黄素处理可使寨卡病毒和基孔肯雅病毒的细胞结合量呈剂量依赖性下降，而柯萨奇病毒B3的结合不受影响。同时，姜黄素处理并未改变病毒基因组的总量，说明姜黄素并非直接破坏病毒RNA。类似的结合抑制现象也在姜黄素类似物处理中观察到。为进一步确认姜黄素不影响病毒复制机制，研究者将基孔肯雅病毒复制子RNA转染进入姜黄素预处理的细胞中，通过荧光素酶（luciferase）报告基因检测病毒复制复合体的功能。结果显示，姜黄素处理对基孔肯雅病毒复制子活性无显著影响，而对照抗病毒药物氮杂胞苷（azacytidine）可显著抑制复制。同样，转染柯萨奇病毒B3 RNA也未发现姜黄素对其复制的影响。上述结果说明，姜黄素的抗病毒作用主要发生在病毒进入细胞之前的结合步骤。
综合来看，该研究首次报道了姜黄素对寨卡病毒和基孔肯雅病毒的体外抑制作用，并阐明了其通过抑制病毒与细胞表面结合而降低感染性的机制。这一作用依赖于病毒包膜的存在，因为无包膜的柯萨奇病毒B3不受影响。姜黄素可能通过改变包膜病毒膜的流动性或糖蛋白构象，从而干扰病毒与宿主细胞受体的相互作用。该研究进一步扩展了姜黄素敏感病毒的范围，为利用姜黄素及其衍生物开发广谱抗包膜病毒药物提供了实验依据。考虑到姜黄素在日常饮食中广泛存在且毒性较低，其在抗病毒治疗和预防方面具有一定的应用潜力。然而，由于姜黄素生物利用度较低，其在体内的抗病毒效果仍需进一步优化剂型、给药途径和治疗方案。研究亮点在于首次明确了姜黄素对寨卡病毒的抗病毒活性，系统比较了有包膜和无包膜病毒对姜黄素的敏感性差异，并通过结合实验和转染实验揭示了姜黄素作用于病毒结合阶段而非病毒复制阶段的机制。此外，研究还探讨了多种姜黄素结构类似物的抗病毒活性和细胞毒性，为后续药物化学改造提供了方向。该研究不仅为姜黄素作为天然抗病毒化合物的再开发提供了新证据，也为应对寨卡病毒和基孔肯雅病毒等蚊媒暴发病毒提供了潜在的广谱干预策略。