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[材料资讯] 陈春英等:锰纳米佐剂新冠病毒重组亚单位疫苗研究取得新进展

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发表于 2021-4-15 10:14:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
疫苗(抗原和佐剂)向淋巴结的高效共递送,激活体液免疫和细胞免疫应答,对于增强疫苗保护效力和更好避免免疫耐受至关重要。除了优化抗原外,在重组蛋白亚单位疫苗中掺入合适的佐剂以减少疫苗接种次数和抗原剂量,并有效诱导中和抗体和细胞免疫应答,是阻止新冠疫情大流行的潜在策略之一。
  近年来,国家纳米科学中心陈春英课题组在重组蛋白亚单位疫苗、核酸疫苗等的精准组装及高效递送方面开展了一系列研究(Nano Lett. 2012, 12 (4), 2003-2012; Adv. Mater. 2013, 25 (41), 5928-5936)。同时,基于同步辐射等大科学装置,建立与发展了具有高灵敏、高分辨、元素特异、原位等优点的复杂生物体系中纳米材料的分析方法。这些原位、无损分析方法对于认识纳米佐剂在抗原递呈细胞内的行为,清晰阐释免疫调控机制,精准构筑新型疫苗纳米佐剂具有重要指导意义。

锰纳米佐剂

锰纳米佐剂
  在前期工作的基础上,近日,陈春英课题组与中国医学科学院医学生物学研究所刘野课题组合作在Nano Today杂志在线发表了题为“Engineering a self-navigated MnARK nanovaccine for inducing potent protective immunity against novel coronavirus”的保护性疫苗的最新研究成果,报道了一种淋巴结自导航的新型锰纳米佐剂新冠病毒重组亚单位疫苗。
  本研究提出了集蛋白原位佐剂矿化与抗原共递送、多尺度疫苗追踪以及免疫效应机理的组学分析在内的“三位一体”纳米疫苗研究策略。白蛋白作为血液和组织间质液中最普遍存在的蛋白质,其形成的蛋白冠不仅是影响纳米材料体内转运、代谢和生物利用的重要因素(Nat. Nanotechnol. 2021, DOI:10.1038/s41565-021-00856-w; Acc. Chem. Res. 2019, 52 (6), 1507-1518),也是铝佐剂疫苗接种后与抗原竞争占位、影响抗原稳定性及疫苗保护效力的关键因素之一。同时,白蛋白作为淋巴结自靶向的抗原伴侣蛋白及良好的生物矿化模板,是抗原佐剂共递送系统的绝佳选择。基于此,该研究以白蛋白为模板原位矿化制备锰纳米佐剂,通过静电作用驱动与新冠S蛋白受体结合结构域(RBD)自组装形成新型纳米疫苗。
  为探索疫苗产生保护效力的过程,该研究建立了多尺度疫苗追踪技术,首次结合同步辐射硬X射线纳米CT技术实现了锰纳米佐剂在树突状细胞(DC细胞)的三维定位成像,阐明了体内疫苗的淋巴结靶向及抗原递呈细胞(APC)摄入行为;有效利用白蛋白的自导航淋巴结能力及适宜淋巴引流的尺寸,将RBD抗原与锰纳米佐剂同时高效递送至淋巴结,并促进抗原递呈细胞摄入,刺激细胞和体液免疫双重响应。与锰离子疫苗相比,基于该策略构筑的新型纳米疫苗安全性、免疫刺激能力均有显著提升。更为重要的是,研究发现,即使降低5倍抗原剂量也可产生优于传统铝佐剂疫苗的新冠病毒中和能力,并能刺激记忆T细胞产生,具备长效持久抵抗病毒入侵的潜力。
  国家纳米科学中心项目研究员王亚玲、特别研究助理郭梦雨和中国医学科学院医学生物学研究所研究助理解裕萍、博士生研究生罗佳为该文章的共同第一作者,陈春英研究员、刘野研究员为通讯作者。上述研究工作得到了政府间国际科技创新合作重点专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项(B类)、中国医学科学院创新工程以及北京同步辐射光源等的支持。
      论文链接:https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S1748013221000645


      文章来源:国家纳米科学中心
      陈春英,国家纳米科学中心研究员、博士生导师。1996年获得华中理工大学生物医学工程专业医学博士学位。1996年11月至2006年5月,中国科学院高能物理研究所博士后并留所工作;2001年9月-2002年9月,瑞典卡罗林斯卡大学诺贝尔医学生物化学研究所博士后。2006年6月加入国家纳米科学中心。先后主持科技部973项目、国家仪器专项、国家自然科学基金、欧盟第六、第七框架计划(EU-FP6&FP7 )、国际原子能机构协调研究计划(IAEA)等多项国内与国际合作项目。中国毒理学会及国际纯粹与应用化学联合会员,担任《Metallomics》、《Nanotoxicology》、《Particle and Fibre Toxicology》和《Current Drug Metabolism》编委。相关研究成果已在Nat Methods, Nat Commun, Chem Soc Rev, Acc Chem Res, PNAS, Nano Lett, Adv Mater, ACS Nano, Small, Biomaterials等国际著名刊物发表学术论文150余篇。中国授权专利14项,国际授权专利1项。2008年获“北京市科学技术二等奖(第二获奖人)”,2011年获“中国标准化杰出人物—创新人物”奖,2012年获“国家自然科学二等奖(第二获奖人)”,2014年获“国家杰出青年科学基金”资助以及“中国青年女科学家奖”,并入选“国家百千万人才工程”、Thomson Reuters公布的“2014年全球高引用科学家”以及“中科院百人计划”。

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