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山東大學(xué)吳選俊教授團(tuán)隊(duì)在納米多糖疫苗領(lǐng)域取得新進(jìn)展

來(lái)源:山東大學(xué)      2021-07-21
導(dǎo)讀:近日,國(guó)家糖工程技術(shù)研究中心吳選俊教授團(tuán)隊(duì)的最新研究成果“Developing acid-responsive glyco-nanoplatform based vaccines for enhanced cytotoxic T-lymphocyte responses against cancer and SARS-CoV-2”在化學(xué)及材料學(xué)科國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Advanced Functional Materials(一區(qū)top期刊,影響因子: 18.808)發(fā)表。吳選俊教授為該論文的唯一通訊作者,博士生高亞楠為該論文的第一作者。山東大學(xué)為第一作者單位和通訊作者單位。該研究工作得到密歇根州立大學(xué)黃雪飛教授和國(guó)家糖工程技術(shù)研究中心肖敏教授的指導(dǎo)及支持。


目前,癌癥和病毒感染等致命疾病嚴(yán)重威脅著人類的健康。截止到2020年,在全球范圍內(nèi)共有1930萬(wàn)例新發(fā)癌癥病例,而根據(jù)預(yù)測(cè),在2040年這一數(shù)字可能會(huì)增加到2840萬(wàn)例。此外,截至2021年7月2日,全球共有182319261例由嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)引發(fā)的新型冠狀病毒肺炎病例,其中死亡病例3954324例。這迫切需要發(fā)展有效、安全的新方法來(lái)預(yù)防癌癥和SARS-CoV-2。疫苗是對(duì)抗癌癥和病毒感染最有效的工具。其作用機(jī)制分為B細(xì)胞免疫和T細(xì)胞免疫。其中,細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(Cytotoxic T-lymphocytes, CTLs)在殺死腫瘤細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞中發(fā)揮重要作用。然而,直接注射CTL抗原多肽表位(CTL peptide, CTLp)通常不能誘導(dǎo)足夠的CTL反應(yīng)。因此,需要發(fā)展新的策略更加有效地激活CTLs。

AcDEX-(imine)-CTLp-R納米顆粒平臺(tái)用于抗癌癥和SARS-CoV-2 T細(xì)胞免疫治療的示意圖

近日,吳選俊教授團(tuán)隊(duì)研制了一種抗癌癥和SARS-CoV-2 CTL免疫治療的糖納米疫苗新技術(shù)。在這項(xiàng)工作中,首次制備了形貌均一的氧化縮醛葡聚糖納米顆粒(Ox-AcDEX NPs)。通過(guò)席夫堿反應(yīng)將Ox-AcDEX NPs與CTLp和TLR-7激動(dòng)劑R837(簡(jiǎn)稱為R)連接,得到AcDEX-(imine)-CTLp-R NPs。該體系適用于傳遞所有類型的多肽表位。作者首先將該策略應(yīng)用于抗癌疫苗的研發(fā)。將來(lái)源于粘蛋白-1(Mucin-1, MUC1)的CTL抗原肽(簡(jiǎn)稱為Mp)、R837與Ox-AcDEX NPs反應(yīng),得到AcDEX-(imine)-Mp-R NPs疫苗。結(jié)果顯示,皮下免疫該疫苗在小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了強(qiáng)大且持久(超過(guò)120天)的抗MUC1特異性CTL免疫反應(yīng),而且產(chǎn)生的CTLs發(fā)揮了有效的抗腫瘤作用。

此外,作者還將該策略應(yīng)用于抗SARS-CoV-2疫苗的開(kāi)發(fā)。通過(guò)將預(yù)測(cè)的關(guān)鍵性SARS-CoV-2 CTLp(簡(jiǎn)稱為Sp)、R837(R)與Ox-AcDEX NPs反應(yīng)生成AcDEX-(imine)-Sp-R NPs。結(jié)果顯示,該類疫苗誘導(dǎo)出強(qiáng)勁的抗SARS-CoV-2的CTL反應(yīng)。重要的是,該納米平臺(tái)為鑒定SARS-CoV-2保護(hù)性的CTL表位提供了一種全新而易操作的實(shí)驗(yàn)策略。通過(guò)該策略,作者鑒定出四個(gè)具有保護(hù)性的SARS-CoV-2 CTL表位。其中兩個(gè)來(lái)自SARS-CoV-2的S蛋白,其序列為SIGFQPTNGGYQPY和SIIAYTMSL;一個(gè)來(lái)自O(shè)RF1ab蛋白,其序列為NALAYNTT;還有一個(gè)來(lái)源于N蛋白,其序列為L(zhǎng)ALLLLDRL。值得一提的是,未來(lái)的一個(gè)重要方向是將這四個(gè)表位、R837和Ox-AcDEX NPs共同結(jié)合得到對(duì)抗SARS-CoV-2的多價(jià)疫苗??傊?,這些發(fā)現(xiàn)有效地闡明了Ox-AcDEX NPs在傳遞腫瘤及病毒相關(guān)抗原表位方面具有巨大的潛力。

吳選俊教授團(tuán)隊(duì)主要從事糖化學(xué)生物學(xué)、糖疫苗及糖材料的研究。至今已在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Funct. Mater.、Biomaterials、Chem. Sci.等本領(lǐng)域頂級(jí)、權(quán)威刊物發(fā)表SCI論文25余篇。獲授權(quán)專利4項(xiàng)。獲福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、福建醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、廈門市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(22007058)、山東省自然科學(xué)基金(ZR2020QB165)、江蘇省自然科學(xué)基金(BK20200236)、山東大學(xué)微生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(M2020-02)、山東大學(xué)齊魯青年學(xué)者項(xiàng)目、中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展基金(YDZX20203700002579)、國(guó)家過(guò)敏與傳染病研究所(美國(guó),R01AI146210)和國(guó)家癌癥研究所(美國(guó),R01 CA225105)的資金支持。

參考資料:https://www.view.sdu.edu.cn/info/1021/154647.htm

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