The relationship between selenium and viral diseases

Abstract

Selenium (Se) is a trace element that fulfills vital functions in the organism. Over the past few years, numerous studies have revealed the profound connection between Selenium and its therapeutic potential in addressing various viral infectious diseases. Selenium can boost the activity of immune cells and counteract oxidative damage caused by free radicals to prevent the replication of viruses. Studies have shown that Selenium protects against a wide range of viruses such as DNA viruses, hepatitis B virus, RNA viruses, human immunodeficiency virus and coxsackie virus. Selenium is probably one of the research directions for antiviral drugs in the future. This review summarizes the use of Selenium in antiviral therapy and its research progress.

Keywords

immunity / selenium / selenoprotein / viral infection

References

[1] Y. Sun, Z. Wang, P. Gong, W. Yao, Q. Ba, H. Wang, Front. Nutr. 2023, 10, 1136458.

[2] T. W. Graham, Vet. Clin. North Am. Food Anim. Pract. 1991, 7, 153.

[3] D. J. A. Jenkins, D. Kitts, E. L. Giovannucci, S. Sahye-Pudaruth, M. Paquette, S. Blanco Mejia, D. Patel, M. Kavanagh, T. Tsirakis, C. W. Kendall, S. C. Pichika, J. L. Sievenpiper, Am. J. Clin. Nutr. 2020, 112, 1642.

[4] L. Flohé, Biol. Chem. 2007, 388, 987.

[5] M. Michaelis, O. Gralla, T. Behrends, M. Scharpf, T. Endermann, E. Rijntjes, N. Pietschmann, B. Hollenbach, L. Schomburg, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2014, 443, 905.

[6] A. Drutel, F. Archambeaud, P. Caron, Clin. Endocrinol. 2013, 78, 155.

[7] H. Steinbrenner, H. Sies, Arch. Biochem. Biophys. 2013, 536, 152.

[8] H. Ashraf, D. Cossu, S. Ruberto, M. Noli, S. Jasemi, E. R. Simula, L. A. Sechi, Materials 2023, 16, 699.

[9] U. Gröber, M. F. Holick, Int. J. Vitam. Nutr. Res. 2022, 92, 13.

[10] S. Liu, W. Wei, J. Wang, T. Chen, J. Nanobiotechnol. 2023, 21, 96.

[11] M. P. Rayman, E. W. Taylor, J. Zhang, Proc. Nutr. Soc. 2023, 82, 1.

[12] L. Wang, L. Li, J. Gao, J. Huang, Y. Yang, Y. Xu, S. Liu, W. Yu, Carbohydr. Polym. 2021, 260, 117796.

[13] X. Ding, J. Ma, T. Fan, R. Issa, Y. Li, D. Weng, D. Zhang, Y. Chen, Interdiscip. Med. 2024, 2, e20230045.

[14] O. Chen, E. Mah, E. Dioum, A. Marwaha, S. Shanmugam, N. Malleshi, V. Sudha, R. Gayathri, R. Unnikrishnan, R. M. Anjana, K. Krishnaswamy, V. Mohan, Y. Chu, Nutrients 2021, 13, 1048.

[15] P. Ouyang, Z. Cai, J. Peng, S. Lin, X. Chen, C. Chen, Z. Feng, L. Wang, G. Song, Z. Zhang, Redox Biol. 2024, 70, 103064.

[16] L. Ojeda, F. Nogales, L. Murillo, O. Carreras, Biochem. Cell. Biol. 2018, 96, 178.

[17] Immune Dysfunction and Immunotherapy in Heart Disease | Wiley Online Books. Accessed October 8, 2023.

[18] D. L. Hatfield, P. A. Tsuji, B. A. Carlson, V. N. Gladyshev, Trends Biochem. Sci. 2014, 39, 112.

[19] C. N. B. S. Prapty, R. Rahmat, Y. Araf, S. K. Shounak, N.-A. T. I. M. J. RahamanHosen, T. I. Rahaman, M. J. Hosen, C. Zheng, M. G. Hossain, Rev. Med. Virol. 2023, 33, e2340.

[20] X. Zhang, H. Yuan, Z. Yang, X. Hu, Y. S. Mahmmod, X. Zhu, C. Zhao, J. Zhai, X. X. Zhang, S. Luo, X. H. Wang, M. Xue, C. Zheng, Z. G. Yuan, Vaccines 2022, 10, 2145.

[21] Y. Araf, F. Akter, Y. D. Tang, R. Fatemi, M. S. A. Parvez, C. Zheng, M. G. Hossain, J. Med. Virol. 2022, 94, 1825.

[22] X. Zhang, H. Yuan, Z. Yang, X. Hu, Y. S. Mahmmod, X. Zhu, C. Zhao, J. Zhai, X. X. Zhang, S. Luo, W. H. Wang, M. Xue, C. Zheng, Z. G. Yuan, Vaccines 2022, 10, 2145.

[23] C. Chakraborty, M. Bhattacharya, A. Alshammari, M. Alharbi, T. H. Albekairi, C. Zheng, J. Infect Public Health 2023, 16, 1961.

[24] X. Cui, Y. Wang, J. Zhai, M. Xue, C. Zheng, L. Yu, Virus Res. 2023, 328, 199075.

[25] S. L. Zhai, M. F. Sun, J. F. Zhang, C. Zheng, M. Liao, Lancet Microbe 2022, 3, e808.

[26] S. Farheen, Y. Araf, Y. D. Tang, C. Zheng, J. Med. Virol. 2022, 94, 5096.

[27] S. L. Zhai, C. L. Li, M. F. Sun, J. F. Zhang, C. Zheng, M. Liao, J. Med. Virol. 2022, 94, 3503.

[28] H. Y. Zhang, A. R. Zhang, Q. B. Lu, X. A. Zhang, X. G. Guan, T. L. Che, Y. Yang, H. Li, W. Liu, L. Q. Fang, BMC Infect. Dis. 2021, 21, 452.

[29] A. Moghaddam, R. A. Heller, Q. Sun, J. Seelig, A. Cherkezov, L. Seibert, J. Hackler, P. Seemann, J. Diegmann, M. Pilz, M. Bachmann, W. Minich, L. Schomburg, Nutrients 2020, 12, 2098.

[30] J. Zhang, R. Saad, E. W. Taylor, M. P. Rayman, Redox Biol. 2020, 37, 101715.

[31] Z. Varga, A. J. Flammer, P. Steiger, M. Haberecker, R. Andermatt, A. S. Zinkernagel, M. R. Mehra, R. A. Schuepbach, F. Ruschitzka, H. Moch, Lancet 2020, 395, 1417.

[32] L. A. Seale, D. J. Torres, M. J. Berry, M. W. Pitts, Am. J. Clin. Nutr. 2020, 112, 447.

[33] A. Skesters, D. Kustovs, A. Lece, E. Moreino, E. Petrosina, K. D. Rainsford, Inflammopharmacology 2022, 30, 499.

[34] C. Ma, P. R. Hoffmann, Semin. Cell Dev. Biol. 2021, 115, 54.

[35] Y. Wang, J. Huang, Y. Sun, D. Stubbs, J. He, W. Li, F. Wang, Z. Liu, J. A. Ruzicka, E. W. Taylor, M. P. Rayman, X. Wan, J. Zhang, Food Chem. Toxicol. 2021, 153, 112286.

[36] E. C. Hutchinson, Trends Microbiol. 2018, 26, 809.

[37] R. Honce, S. Schultz-Cherry, Front. Immunol. 2019, 10, 1071.

[38] D. Y. Gaitonde, F. C. Moore, M. K. Morgan, Am. Fam. Physician 2019, 100, 751.

[39] O. M. Guillin, C. Vindry, T. Ohlmann, L. Chavatte, Nutrients 2019, 11, 2101.

[40] S. Xu, D. Wang, W. Zhao, Q. Wei, Y. Tong. Metabolites. 2023, 13, 184.

[41] L. Hiffler, B. Rakotoambinina, Front. Nutr. 2020, 7, 164.

[42] B. Shojadoost, R. R. Kulkarni, A. Yitbarek, A. Laursen, K. Taha-Abdelaziz, T. Negash Alkie, N. Barjesteh, W. M. Quinteiro-Filho, T. K. Smith, S. Sharif, Vet. Immunol. Immunopathol. 2019, 207, 62.

[43] L. Yu, L. Sun, Y. Nan, L. Y. Zhu, Biol. Trace Elem. Res. 2011, 141, 254.

[44] M. A. Beck, H. K. Nelson, Q. Shi, P. Van Dael, E. J. Schiffrin, S. Blum, D. Barclay, O. A. Levander, FASEB J. 2001, 15, 1481.

[45] M. Guo, D. Chen, M. Zhao, T. Xu, Y. Zhang, M. Xiao, Y. Li, B. Zhu, J. Med. Virol. 2023, 95, e28920.

[46] X. Liu, D. Chen, J. Su, R. Zheng, Z. Ning, M. Zhao, B. Zhu, Y. Li, RSC Adv. 2022, 12, 3862.

[47] Y. Li, Z. Lin, M. Guo, M. Zhao, Y. Xia, C. Wang, T. Xu, B. Zhu, Int. J. Nanomedicine 2018, 13, 2005.

[48] Y. Li, Z. Lin, M. Guo, Y. Xia, M. Zhao, C. Wang, T. Xu, T. Chen, B. Zhu, Int. J. Nanomedicine 2017, 12, 5733.

[49] T. Xu, J. Lai, J. Su, D. Chen, M. Zhao, Y. Li, B. Zhu, ACS Omega 2023, 8, 8473.

[50] Y. Li, D. Chen, J. Su, M. Chen, T. Chen, W. Jia, B. Zhu, Theranostics 2023, 13, 1843.

[51] T. Solomon, P. Lewthwaite, D. Perera, M. J. Cardosa, P. McMinn, M. H. Ooi, Lancet Infect. Dis. 2010, 10, 778.

[52] B. A. Prabowo, R. Y. L. Wang, M. K. Secario, P. T. Ou, A. Alom, J. J. Liu, K. C. Liu, Biosens. Bioelectron. 2017, 92, 186.

[53] J. Kopel, J. Fralick, T. W. Reid, Antibiotics 2022, 11, 1683.

[54] Z. Lin, Y. Li, T. Xu, M. Guo, C. Wang, M. Zhao, H. Chen, J. Kuang, W. Li, Y. Zhang, T. Lin, Y. Chen, H. Chen, B. Zhu, ACS Omega 2020, 5, 12495.

[55] J. Zhong, Y. Xia, L. Hua, X. Liu, M. Xiao, T. Xu, B. Zhu, H. Cao, Artif. Cells, Nanomed. Biotechnol. 2019, 47, 3485.

[56] H. Chen, Z. Ning, X. Liu, J. Su, D. Chen, J. Lai, C. Wang, C. Li, Y. Li, B. Zhu, Mol. Biol. Rep. 2023, 50, 2991.

[57] W. Zhang, F. Liu, E. Liang, L. Zhang, Pediatrics 2024, 154, e2024066677.

[58] R. Zheng, D. Chen, J. Su, J. Lai, C. Wang, H. Chen, Z. Ning, X. Liu, X. Tian, Y. Li, B. Zhu, J. Trace Elem. Med. Biol. 2023, 79, 127213.

[59] Y. Li, T. Liu, R. Zheng, J. Lai, J. Su, J. Li, B. Zhu, T. Chen, Bioact. Mater. 2024, 38, 276.

[60] M. R. Ferguson, D. R. Rojo, Lindern J. J. von, W. A. O’Brien, Clin. Lab. Med. 2002, 22, 611.

[61] A. V. Ivanov, V. T. Valuev-Elliston, O. N. Ivanova, S. N. Kochetkov, E. S. Starodubova, B. Bartosch, M. G. Isaguliants, Oxid. Med. Cell. Longev. 2016, 2016, 8910396.

[62] W. Manzanares, E. Moreira, G. Hardy, Nutrition 2021, 81, 110989.

[63] C. L. Pitney, M. Royal, M. Klebert, J. Assoc. Nurses AIDS Care 2009, 20, 326.

[64] J. Kamwesiga, V. Mutabazi, J. Kayumba, J.-C. K. Tayarib, J. C. Uwimbabazib, G. Batanageb, G. Uwerab, M. Baziruwihab, C. Ntizimirab, A. Murebwayireb, J. P. Hagumab, J. Nyiransabimanab, J. B. Nzabandorab, P. Nzamwitab, E. Mukazayireb, for the Rwanda Selenium Authorship Group, AIDS Lond. Engl. 2015, 29, 1045.

[65] B. E. Hurwitz, J. R. Klaus, M. M. Llabre, A. Gonzalez, P. J. Lawrence, K. J. Maher, J. M. Greeson, M. K. Baum, G. Shor-Posner, J. S. Skyler, N. Schneiderman, Arch. Intern. Med. 2007, 167, 148.

[66] E. W. Taylor, J. A. Ruzicka, L. Premadasa, L. Zhao, Curr. Top. Med. Chem. 2016, 16, 1530.

[67] S. Rojekar, L. F. Abadi, R. Pai, M. K. Prajapati, S. Kulkarni, P. R. Vavia, AAPS PharmSciTech 2022, 23, 230.

[68] M. S. Khan, S. Dilawar, I. Ali, N. Rauf, Saudi J. Gastroenterol. 2012, 18, 106.

[69] L. Schomburg, D. J. Hughes, Expert Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2017, 11, 707.

[70] Z. Cheng, X. Zhi, G. Sun, W. Guo, Y. Huang, W. Sun, X. Tian, F. Zhao, K. Hu, J. Med. Virol. 2016, 88, 653.

[71] A. Jose-Abrego, I. Rivera-Iñiguez, L. A. Torres-Reyes, S. Roman, Ann. Hepatol. 2023, 28, 100766.

[72] A. Janbakhsh, F. Mansouri, S. Vaziri, B. Sayad, M. Afsharian, M. Rahimi, K. Shahebrahimi, F. Salari, Caspian J. Intern. Med. 2013, 4, 603.

[73] L. Zhou, Z. Song, S. Zhang, Y. Li, J. Xu, Y. Guo, Int. J. Biol. Macromol. 2021, 188, 904.

[74] G. Q. Yang, J. S. Chen, Z. M. Wen, K. Ge, L. Zhu, X. Chen, X. Chen, Adv. Nutr. Res. 1984, 6, 203.

[75] Y. Liu, M. Chiba, Y. Inaba, M. Kondo, Nihon Eiseigaku Zasshi 2002, 56, 641.

[76] A. Muehlenbachs, J. Bhatnagar, S. R. Zaki, J. Pathol. 2015, 235, 217.

[77] C. J. Field, I. R. Johnson, P. D. Schley, J. Leukoc. Biol. 2002, 71, 16.

[78] M. A. Beck, O. A. Levander, Annu. Rev. Nutr. 1998, 18, 93.

[79] M. A. Bec, D. Williams-Toone, O. A. Levander, Free Radic. Biol. Med. 2003, 34, 1263.

[80] L. T. Coope, V. Rader, N. V. C. Ralston, Congest. Heart Fail. 2007, 13, 193.

[81] L. Lin, M. Zhang, R. Yan, H. Shan, J. Diao, J. Wei, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2017, 484, 550.

[82] B. Jubelt, H. Lipton, Handb. Clin. Neurol. 2014, 123, 379.

[83] C. Broome, F. McArdle, J. Kyle, F. Andrews, N. M. Lowe, C. A. Hart, J. R. Arthur, M. J. Jackson, Am. J. Clin. Nutr. 2004, 80, 154.

[84] Z. Huang, A. H. Rose, P. R. Hoffmann, Antioxid. Redox Signal 2012, 16, 705.

[85] S. Nelson, X. Lei, K. Prabhu, J. Nutr. 2011, 141, 1754.

[86] R. Shrimali, R. Irons, B. Carlson, Y. Sano, V. N. Gladyshev, J. M. Park, D. L. Hatfield, J. Biol. Chem. 2008, 283, 20181.

[87] Y. Yao, Z. Chen, H. Zhang, C. Chen, M. Zeng, J. Yunis, Y. Wei, Y. Wan, N. Wang, M. Zhou, C. Qiu, Q. Zeng, H. S. Ong, H. Wang, F. V. Makota, Y. Yang, Z. Yang, N. Wang, J. Deng, C. Shen, Y. Xia, L. Yuan, Z. Lian, Y. Deng, C. Guo, A. Huang, P. Zhou, H. Shi, W. Zhang, H. Yi, D. LiM. Xia, J. Fu, N. Wu, J. B. de Haan, N. Shen, W. Zhang, Z. Liu, D. Yu, Nat. Immunol. 2021, 22, 1127.

[88] H. Shakoor, J. Feehan, A. S. A. Dhaheri, H. I. Ali, C. Platat, L. C. Ismail, V. Apostolopoulos, L. Stojanovska, Maturitas 2021, 143, 1.

[89] H. Lai, L. Xu, C. Liu, S. Shi, Y. Jiang, Y. Yu, B. Deng, T. Chen, Signal Transduct Target Ther. 2023, 8, 88.

[90] D. Gong, K. Sun, K. Yin, X. Wang, Fish Shellfish Immunol. 2023, 132, 108501.

[91] G. Raghu, M. Berk, P. A. Campochiaro, H. Jaeschke, G. Marenzi, L. Richeldi, F. Q. Wen, F. Nicoletti, P. M. A. Calverley, Curr. Neuropharmacol. 2021, 19, 1202.

[92] R. Paragliola, A. Corsello, P. Concolino, F. Ianni, G. Papi, A. Pontecorvi, S. Corsello, Front. Biosci. (Landmark Ed.) 2020, 25, 201.

[93] L. Tarrago, A. Kaya, H. Y. Kim, B. Manta, B. Lee, V. M. Gladyshev, Free Radic. Biol. Med. 2022, 191, 228.

[94] B. Lee, S. Lee, M. Choo, J. H. Kim, H. M. Lee, S. Kim, D. E. Fomenko, H. Y. Kim, J. M. Park, V. N. Gladyshev, Sci. Rep. 2017, 7, 5119.

[95] R. Tobe, H. Mihara, Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj. 2018, 1862, 2433.

[96] S. Verma, F. Hoffmann, M. Kumar, Z. Huang, K. Roe, E. Nguyen-Wu, A. S. Hashimoto, P. R. Hoffmann, J. Immunol. 2011, 186, 2127.

[97] S. Maggini, A. Pierre, P. Calder, Nutrients 2018, 10, 1531.

[98] K. L. Bentley-Hewitt, R. K. Y. Chen, R. E. Lill, D. I. Hedderley, T. D. Herath, A. J. Matich, M. J. McKenzie, Mol. Nutr. Food Res. 2014, 58, 2350.

[99] A. Mahmoodpoor, H. Hamishehkar, K. Shadvar, Z. Ostadi, S. Sanaie, S. H. Saghaleini, N. D. Nader, Immunol. Invest. 2019, 48, 147.

[100] S. Martinez, Y. Huang, L. Acuna, E. Laverde, D. Trujillo, M. A. Barbieri, J. Tamargo, A. Campa, M. K. Baum, Int. J. Mol. Sci. 2021, 23, 280.

[101] C. Molteni, N. Principi, S. Esposito, Free Radic. Res. 2014, 48, 1163.

[102] J. Foo, G. Bellot, S. Pervaiz, S. Alonso, Trends Microbiol. 2022, 30, 679.

[103] L. Flohé, S. Toppo, L. Orian, Free Radic. Biol. Med. 2022, 187, 113.

[104] I. Chambers, R. Ratan, Nat. Metab. 2024, 6, 200.

[105] M. Circu, T. Aw, Free Radic. Biol. Med. 2010, 48, 749.

[106] K. Suzuki, Y. Ogra, Food Addit. Contam. 2002, 19, 974.

[107] N. Chen, C. Zhao, T. Zhang, Food Biosci. 2021, 40, 100875.

[108] M. Kieliszek, S. Błażejak, Molecules 2016, 21, 609.

[109] B. Hannon, W. Fairfield, A. B. dams, T. Kyle, M. Crow, D. Thomas, Nutr. Diabetes 2020, 10, 14.

[110] D. Juniper, R. Phipps, E. Ramos-Morales, G. Bertin, J. Anim. Sci. 2008, 86, 3100.

[111] F. Gao, Q. Yuan, L. Gao, P. Cai, H. Zhu, R. Liu, Y. Wang, Y. Wei, G. Huang, J. Liang, X. Gao, Biomaterials 2014, 35, 8854.

[112] S. Skalickova, V. Milosavljevic, K. Cihalova, P. Horky, L. Richtera, V. Adam, Nutrition 2017, 33, 83.

[113] A. Tugarova, A. Kamnev, Talanta 2017, 174, 539.

[114] M. Pornwilard, W. Somchue, J. Shiowatana, A. Siripinyanond, Food Res. Int. 2014, 57, 203.

[115] C. Cai, X. Qu, Y. Wei, A. Yang, Chin. J. Anim. Nutr. 2013, 25, 2818.

[116] M. A. Ruiz-Fresneda, L. C. Staicu, G. Lazuén-López, M. L. Merroun, Microb. Biotechnol. 2023, 16, 877.

[117] B. Deng, X. He, D. Wang, Y. Wang, Y. Jiang, T. Chen, L. Xu, Small Methods 2023, 7, 2300293.

RIGHTS & PERMISSIONS

2025 The Author(s). Interdisciplinary Medicine published by Wiley-VCH GmbH on behalf of Nanfang Hospital, Southern Medical University.