1月19日，食品學院胥傳來研究團隊在國際頂尖期刊《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（www.nature.com/articles/s41586-021-04243-2）。研究揭示了獨特的手性納米免疫佐劑能均衡介導體液免疫應答和細胞免疫應答，不但為保護性疫苗研發(fā)提供了理論支撐，也為治療性疫苗研發(fā)指明了方向?！蹲匀弧冯s志同期刊發(fā)了“News & Views”評論文章重點推薦介紹了這項工作（https://www.nature.com/articles/d41586-021-03806-7）。

 

　　手性是指物體與其鏡像無法重合的現象，存在于從微觀到宏觀上的各個尺度。手性對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筑蛋白質、核酸等生物大分子。在該工作中，研究團隊研制了不對稱因子達0.44的強手性納米免疫佐劑，有效致敏免疫細胞，使得腫瘤壞死因子-α、γ-干擾素、白介素-12等細胞因子的表達量提升了1～2倍。研究人員通過H9N2流感病毒感染的小鼠模型，驗證了左手性免疫佐劑有效促進細胞免疫應答和體液免疫應答，維護了機體的健康和內環(huán)境穩(wěn)定。左手性免疫佐劑產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。

 

　　該研究表明，手性佐劑與抗原呈遞細胞表面的G蛋白偶聯受體家族CD97、EMR1等分子特異性結合，激活炎癥小體通路，促進了抗原的有效遞呈。強手性免疫佐劑促進淋巴細胞活化、增殖和分化，產生IL-2、IL-4、IL-12、IFN-γ等細胞因子，同時誘導細胞免疫應答和體液免疫應答，從而更好地預防感染，并帶來持久的疫苗保護效果。

 

　　該研究的三大亮點：首先，偏振光合成強手性納米佐劑，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，誘導高指數晶面上形成對稱性破缺，最終獲得了表面形貌均一，各向異性因子高達0.44的強手性納米佐劑，實現了鏡像強手性納米佐劑的精準合成。第二，發(fā)現了手性納米佐劑進入免疫細胞機制，通過冷凍電鏡、光譜和蛋白分析，研究團隊發(fā)現并證實主要由CD97和EMR1兩種七次跨膜蛋白介導了手性納米佐劑進入細胞的機制。第三，發(fā)現了手性納米佐劑介導免疫應答的機制，研究團隊發(fā)現了免疫細胞的活化與手性納米佐劑的手性強弱呈現相關性。手性納米佐劑通過激活炎癥小體NLRP3途徑，調控細胞因子的表達模式，介導了細胞免疫應答和體液免疫應答。

 

　　這項工作得到了美國密歇根大學Nicholas A. Kotov教授、巴西納米技術國家實驗室的Felippe M. Colombari教授、巴西圣保羅大學的Andre F. de Moura教授在動力學模擬與計算等方面的大力幫助。該研究得到了國家自然科學基金委（21925402, 32071400, 21977038, 92156003）、江蘇省前沿基礎（BK20212014）等項目的資助。食品學院胥傳來教授、美國密歇根大學Nicholas A. Kotov教授以及食品學院匡華教授為共同通訊作者。食品學院青年教師徐麗廣教授和2018級博士生王秀秀為該論文的共同第一作者。

 

　　研究團隊介紹：

 

　　食品學院胥傳來教授研究團隊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鍵技術研究。系統(tǒng)開展了小分子抗原表位設計與修飾，提出了基質效應增強的高滴度單克隆抗體制備技術，建成了國內外最大的小分子單克隆抗體資源庫（5000余株細胞株）；以污染物快速甄別與現場檢測為主線，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，廣泛應用于食品、糧食、農產品、化妝品、環(huán)境中等風險因子的日常監(jiān)測。

　　手性納米佐劑激活免疫應答原理圖