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JACS：廈大宋彥齡團隊空間匹配模式中和策略用于新冠治療的研究進展

來源：廈門大學化學化工學院化學生物學系      2022-07-14
導讀：近日，廈門大學化學生物系宋彥齡教授和上海交通大學醫學院楊洋研究員合作，在新冠中和適體治療領域取得新進展，相關成果以"Spatially Patterned Neutralizing Icosahedral DNA Nanocage for Efficient SARS-CoV-2 Blocking"為題，發表于《美國化學會志》（J. Am. Chem .Soc. DOI：10.1021/jacs.2c02764）。
SARS-CoV-2病毒的全球傳播，極大的威脅著人類的生命健康，并影響著人們正常生活以及經濟發展。SARS-CoV-2不斷出現的突變株易造成現有中和抗體和預防性疫苗的抑制逃逸。因此，需要發展多重、高效、廣普的預防和治療策略。前期課題組相繼發展了單價適體（Anal. Chem. 2020, 92, 14, 9895-9900），環狀二價適體（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 10266–10272）以及球形適體（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143 (51), 21541–21548）等策略。然而，盡管多價球形核酸適體較二價和單價適體有顯著提高的中和效果；但無序球形核酸適體缺乏拓撲精準可控能力，難以精準可控調節適體分布，易造成大量適體浪費。

  
結構生物學家揭示了SARS-CoV-2 Spike蛋白的三聚體形式以及其在SARS-CoV-2顆粒上分布的隨機性，并提出三聚體的構象變化將影響其侵染程度。因此，本研究采用正二十面體DNA折紙框架構建具有精確空間位置的SARS-CoV-2中和適體（IDNA-30），形成拓撲多位點中和，阻斷Spike三聚體與宿主ACE2的相互作用。首先，IDNA-30的每個三角形平面由三個精確位置的適體組成，它們較好的匹配新冠病毒的Spike三聚體拓撲結構，從而形成多價空間模式中和。其次，正二十面體作為具有最多正三角形面的正多邊形，可通過多個結合位點和大小適中的尺寸，誘導病毒聚集，進一步提高阻斷效率。再者，每條邊四個雙螺旋的設計使得剛性的IDNA-30不僅可以形成空間屏障，阻斷病毒與宿主細胞結合，還可以鎖定Spike三聚體，限制其構象轉化，從而進一步抑制病毒膜融合。這種空間匹配的中和策略為組裝中和試劑以增強新冠病毒感染的抑制作用和對抗其他致病病毒提供了一個新的方向。
該工作在廈門大學化學生物系宋彥齡教授和上海交通大學醫學院楊洋研究員的共同指導下完成。廈門大學化學生物系2021級博士生張佳露和上海交通大學醫學院博士生徐蕓蕓為論文的共同第一作者。真病毒相關實驗由香港大學劉斯文博士后完成。香港大學李嘉誠醫學院陳鴻霖教授和廈門大學化學生物系楊朝勇教授為該研究提供了寶貴的意見。研究工作得到國家重點研發計劃(2018YFA0902600)、國家自然科學基金項目(22022409、21735004、21874089、21977069)等資助。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02764
參考資料：https://chembio.xmu.edu.cn/info/1012/3115.htm


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