包膜蛋白(envelope protein,E)是冠状病毒中最小的结构蛋白。不同冠状病毒来源的包膜蛋白功能相似,部分已被证实能够作为离子通道参与病毒的出芽与复制。敲除包膜蛋白的编码基因或使用靶向包膜蛋白的小分子抑制剂能够抑制冠状病毒的复制。新型冠状病毒包膜蛋白(SARS-CoV-2 envelope protein,2-E)与其他冠状病毒的包膜蛋白具有极高的同源性,已有研究证明其跨膜区能形成五聚体孔状结构,敲除2-E的编码基因能够抑制新冠病毒的复制。然而,2-E的功能属性尚不清晰,探究2-E在体内外的生理病理功能具有重要意义。首先,本研究采用平面脂双层工作站证实了2-E能够形成p H敏感的阳离子通道;进一步实验揭示2-E不仅能诱导多种细胞死亡,同时可诱导体内、体外的炎症反应。通过将2-E蛋白氨基酸残基逐一单点突变为丙氨酸的策略,我们获得了削弱2-E通道活性的显性负突变,且该突变还可降低2-E介导的细胞死亡,减少SARS-CoV-2的复制。以上结果提示2-E通过形成阳离子通道,在体内损伤和病毒复制中发挥重要作用。随后,我们在与药物化学家的合作中发现天然产物BE-12(小檗胺)有着良好的2-E通道抑制活性。体外抗病毒实验显示该通道抑制剂能够抑制SARS-CoV-2在细胞中的复制。基于此结果,我们将BE-12进行一系列的结构改造,发现BE-30、BE-31、BE-32、BE-33等新型小分子表现出更强的2-E通道抑制活性,同时具有更好的细胞保护作用和抗病毒活性。值得注意的是,这些通道抑制剂在电生理活性、细胞保护活性以及抗病毒活性中具有良好的相关性,提示这些小分子可能通过抑制2-E通道功能发挥抗病毒作用。我们选择该系列化合物中体外抗病毒活性最强的BE-33进行了体内抗病毒活性检测,结果发现BE-33不仅能够降低体内的病毒滴度,同时可以缓解肺组织损伤并降低炎症的发生。由此,我们推测2-E通道是一个潜在的抗SARS-CoV-2药物靶点。最后,我们利用2-E通道介导细胞死亡的特性,在细胞水平构建了靶向2-E通道的高通量筛选方法。我们首先对4376个化合物进行高通量筛选,进一步在2-E通道水平、体外抗病毒水平进行复筛,最终发现渥曼青霉素、原花青素以及维利帕尼有着良好的通道抑制、细胞保护以及抗病毒活性。由此,我们证明了该筛选体系可用于发现靶向2-E的抗病毒小分子。综上所述,本研究证实了2-E通道是一个极具潜力的抗SARS-CoV-2药物靶点,提供了一系列有着显著抗病毒活性的2-E小分子抑制剂,并为新冠肺炎的治疗提供了新的策略。