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自2019年12月起,新型冠状病毒（SARS-CoV-2）持续在全球范围内大流行,目前已造成超4.45亿人感染,近600万人死亡,死亡率约1.35%（截至2022.03）。SARS-CoV-2在全球范围内蔓延的同时,流感病毒的大流行同样备受关注。这些病毒均具有潜伏时间长、传染性强、复制率高以及难以防控等特点,主要特征为引起宿主体内“细胞因子风暴”和炎性因子大量升高,使患者出现呼吸窘迫和凝血功能障碍等临床症状。SARS-CoV-2和流感病毒的流行和传播给全球经济发展及社会公共卫生安全造成了巨大的影响。目前,应对SARS-CoV-2和流感病毒感染的防控策略主要以疫苗接种和抗病毒药物治疗为主。然而,现有疫苗对不断变异的毒株保护效果有限,且可用的治疗药物存在一定的毒副作用。因此,筛选、寻找或鉴定针对流感病毒和SARS-CoV-2的多种亚型,开发一类具有普遍适用性的药物具有重要意义。牛磺罗定（TRD）是一种牛磺酸的衍生物,具有抗肿瘤、抗菌和抗粘连作用。TRD可以与细胞壁、内毒素和外毒素结合,从而抑制微生物的粘附并发挥抗菌作用。在腹膜中,它通过限制巨噬细胞释放细胞因子来防止肿瘤细胞局部复发和远处器官转移。此外,TRD抑制人外周血单核细胞中白细胞介素-1（IL-1）和肿瘤坏死因子（TNF）的合成,这表明该药物在细胞因子诱导的免疫反应和相关疾病中发挥着重要作用。本课题组利用已建立的新冠动物感染模型（BALB-C雌性小鼠、C57BL雄性小鼠和食蟹猴）,以及细胞感染模型,评估TRD抵抗流感病毒和SARS-CoV-2感染的作用,借助转录组与蛋白质组学技术探索了TRD抗病毒的分子机制。首先,我们发现该药物在抗流感病毒和SARS-CoV-2中具有广谱性。TRD在安全浓度下可抑制H1N1亚型季节性流感病毒,H3N2亚型犬流感病毒,H5N1亚型禽流感病毒在MDCK和A549细胞上的增殖,对新冠病毒北京株（SARS-CoV-2/BJ01）,武汉株（SARS-CoV-2/WH01）,南非株（SARS-CoV-2/K005321）,印度株（SARS-CoV-2/Delta）,奥密克戎株（SARS-CoV-2/Omicron）表现出优良的抑制作用。在流感病毒感染动物模型中,TRD的给药可保护小鼠抵抗流感致死性感染,并且能够抑制病毒引起的炎症反应。在SARS-CoV-2致死性感染动物模型上,该药物能明显延长感染小鼠生存时间。然而,TRD的抗病毒效应只针对RNA病毒,然而对犬细小病毒（CPV）和伪狂犬病毒（Pr V）无明显抑制作用。继而,通过转录组数据解析了TRD抗病毒作用的潜在靶点及其抗病毒机制。结果表明,该药物显著抑制了SARS-CoV-2和流感病毒感染宿主后的炎性细胞因子表达,钝化了由“细胞因子风暴”引起的炎症发应。SARS-CoV-2和流感病毒感染会显著促进胞内Ca2+浓度的增加。TRD的给药减少了Ca2+的累积,并且该药物有效的缓解了由流感病毒感染后Ca2+失衡导致的血管收缩。免疫学结果显示,与病毒感染组相比,TRD治疗后中性粒细胞和血小板数目显著降低,淋巴细胞和单核细胞数目增加。TRD显著降低病毒模型鼠血清中的炎性细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的蛋白量。TRD的给药得以逆转因病毒感染引起的NF-κB从细胞质向细胞核的转移。蛋白免疫印迹结果显示,TRD可逆转因病毒所致的IκBα低表达,和p-IκBα、IL-6和TNF-α高表达。最后,我们重点分析了TRD在抗SARS-CoV-2感染中的潜在作用机制,评估药物对SARS-CoV-2感染动物模型（小鼠和食蟹猴）的治疗效应。TRD可通过靶向TRPV4离子通道介导的Ca2+信号抑制SARS-CoV-2的感染和复制。TRPV4表达的上调并没有促进病毒的复制,但是抑制该蛋白的表达可显著降低病毒对细胞的感染效率。此外,我们还检测了TRD治疗前与治疗后感染模式动物组织（心脏、肺脏、肝脏、脾脏和肾脏）病理水平。结果显示,流感病毒和SARS-CoV-2感染均造成严重的组织损伤,包括引起大面积出血、组织溃烂、细胞坏死、支气管形变以及淋巴细胞浸润等。然而,TRD的给药极好保护了病毒对上述组织造成的病理损伤。结合体外实验,我们揭示了TRD通过失活TRPV4离子通道介导的Ca2+信号抑制SARS-CoV-2感染的重要作用。以上研究表明,Ca2+通道可作为药物靶点和TRD作为治疗SARS-CoV-2感染的潜在用途。以上发现表明,TRD在安全浓度范围内具有广谱的抗流感和新冠病毒特性,该药物可提高病毒致死性感染小鼠的存活率,作用方式包括钝化“细胞因子风暴”、调节血管平滑肌信号通路以及抑制NF-κB信号通路。此外,该药物能有效抑制SARS-CoV-2在细胞模型和小鼠、食蟹猴动物模型中的复制与感染,说明TRD在抗SARS-CoV-2和流感病毒方面具有较好的治疗效果。这不仅为SARS-CoV-2和流感病毒的防控提供了关键技术支撑,同时也为阐明新药物的作用靶标及其抗病毒机制奠定了重要基础。