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2022年1月19日，江南大學(xué)食品學(xué)院胥傳來教授研究團(tuán)隊(duì)在國際頂尖期刊《Nature》正刊以長文(Article)形式發(fā)表題為 “Enantiomer-dependent immunological response to chiral nanoparticles”的研究論文。研究揭示了獨(dú)特的手性納米免疫佐劑能均衡介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答和細(xì)胞免疫應(yīng)答，不但為保護(hù)性疫苗研發(fā)提供了理論支撐，也為治療性疫苗研發(fā)指明了方向。《自然》雜志同期刊發(fā)了“News & Views”評(píng)論文章重點(diǎn)推薦介紹了這項(xiàng)工作(https://www.nature.com/articles/d41586-021-03806-7)。這是江南大學(xué)首次以第一完成單位在《Nature》上發(fā)表研究論文。
手性是指物體與其鏡像無法重合的現(xiàn)象，存在于從微觀到宏觀上的各個(gè)尺度。手性對(duì)生命起源和生命體系具有重要意義，眾所周知，生命選擇左手性-氨基酸 、右手性的糖等小分子來構(gòu)筑蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。
在該工作中，研究團(tuán)隊(duì)研制了不對(duì)稱因子達(dá)0.44的強(qiáng)手性納米免疫佐劑，有效致敏免疫細(xì)胞，使得腫瘤壞死因子-α、γ-干擾素、白介素-12等細(xì)胞因子的表達(dá)量提升了1～2倍。研究人員通過H9N2流感病毒感染的小鼠模型，驗(yàn)證了左手性免疫佐劑有效促進(jìn)細(xì)胞免疫應(yīng)答和體液免疫應(yīng)答，維護(hù)了機(jī)體的健康和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。左手性免疫佐劑產(chǎn)生抗體的滴度是傳統(tǒng)商業(yè)化鋁佐劑的800余倍，是右手性納米佐劑的1580余倍。下載化學(xué)加APP，閱讀更有效率。
手性納米佐劑激活免疫應(yīng)答的機(jī)理圖
該研究表明，手性佐劑與抗原呈遞細(xì)胞表面的G蛋白偶聯(lián)受體家族CD97、EMR1等分子特異性結(jié)合，激活炎癥小體通路，促進(jìn)了抗原的有效遞呈。強(qiáng)手性免疫佐劑促進(jìn)淋巴細(xì)胞活化、增殖和分化，產(chǎn)生IL-2、IL-4、IL-12、IFN-γ等細(xì)胞因子，同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答和體液免疫應(yīng)答，從而更好地預(yù)防感染，并帶來持久的疫苗保護(hù)效果。
該研究的三大亮點(diǎn)：
偏振光合成強(qiáng)手性納米佐劑：研究人員篩選了系列手性配體，納米佐劑制備過程中引入偏振光，并與不同波長偏振光優(yōu)化組合，誘導(dǎo)高指數(shù)晶面上形成對(duì)稱性破缺，最終獲得了表面形貌均一，各向異性因子高達(dá)0.44的強(qiáng)手性納米佐劑，實(shí)現(xiàn)了鏡像強(qiáng)手性納米佐劑的精準(zhǔn)合成。
發(fā)現(xiàn)了手性納米佐劑進(jìn)入免疫細(xì)胞機(jī)制：通過冷凍電鏡、光譜和蛋白分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)主要由CD97和EMR1兩種七次跨膜蛋白介導(dǎo)了手性納米佐劑進(jìn)入細(xì)胞的機(jī)制。
發(fā)現(xiàn)了手性納米佐劑介導(dǎo)免疫應(yīng)答的機(jī)制：研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了免疫細(xì)胞的活化與手性納米佐劑的手性強(qiáng)弱呈現(xiàn)相關(guān)性。手性納米佐劑通過激活炎癥小體NLRP3途徑，調(diào)控細(xì)胞因子的表達(dá)模式，介導(dǎo)了細(xì)胞免疫應(yīng)答和體液免疫應(yīng)答。
這項(xiàng)工作得到了美國密歇根大學(xué)Nicholas A. Kotov教授、巴西納米技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室的Felippe M. Colombari教授、巴西圣保羅大學(xué)的Andre F. de Moura教授在動(dòng)力學(xué)模擬與計(jì)算等方面的大力幫助。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委（21925402, 32071400, 21977038, 92156003）、江蘇省前沿基礎(chǔ)（BK20212014）等項(xiàng)目的資助。
胥傳來教授
徐麗廣教授
胥傳來教授、美國密歇根大學(xué)Nicholas A. Kotov教授以及江南大學(xué)食品學(xué)院匡華教授為共同通訊作者。江南大學(xué)食品學(xué)院青年教師徐麗廣教授和2018級(jí)博士生王秀秀為該論文的共同第一作者。
胥傳來教授指導(dǎo)博士研究生
江南大學(xué)胥傳來教授研究團(tuán)隊(duì)30多年來一直致力于小分子化合物的單克隆抗體制備與免疫分析檢測關(guān)鍵技術(shù)研究。系統(tǒng)開展了小分子抗原表位設(shè)計(jì)與修飾，提出了基質(zhì)效應(yīng)增強(qiáng)的高滴度單克隆抗體制備技術(shù)，建成了國內(nèi)外最大的小分子單克隆抗體資源庫（5000余株細(xì)胞株）；以污染物快速甄別與現(xiàn)場檢測為主線，研發(fā)了系列免疫快速檢測試紙條、試劑盒、親和層析柱、免疫磁珠以及快速定量檢測試劑與儀器，廣泛應(yīng)用于食品、糧食、農(nóng)產(chǎn)品、化妝品、環(huán)境中等風(fēng)險(xiǎn)因子的日常監(jiān)測。
論文鏈接： www.nature.com/articles/s41586-021-04243-2
研究團(tuán)隊(duì)
來源：本文首發(fā)于江南大學(xué)，微信號(hào)：jnu-1958
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