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近日,同济大学医学院-纳米院李永勇教授团队在纳米医学领域取得新的研究成果,在国际知名期刊《Biomaterials》(IF=12.479,JCR1区)上发表研究性论文。
图1|国际知名期刊《Biomaterials》(IF=12.479,JCR1区)
新抗原长肽疫苗(NeoVax)具有扩大和拓宽肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应的潜力,成为对抗多种肿瘤类型的希望。然而,外源抗原会被体内的内溶酶体捕获,进而限制在抗原提呈细胞(APCs)中的胞浆递送,导致抗原的交叉呈递效率低下,无法对癌症进行有效的CTL反应。研究表明,获得性免疫系统可以通过激活NADPH氧化酶2(NOX2)复合体产生脂质氧化作用,使得外源抗原逃逸内溶酶体,进而赋予APCs促进外源抗原交叉呈递的能力。但是,NOX2激活的确切机制尚不清楚,阻碍了安全有效的干预策略的发展。
受NOX2机制的启发,李永勇教授团队设计了一种名为NVscp的生物矿化纳米疫苗。NVscp通过在模型抗原卵清蛋白(Ova)自组装的纳米疫苗(Nvs)上原位生长过氧化钙而发展起来,具有超高的Ova抗原密度,并含有必要的过氧化钙佐剂(8.9%)。过氧化钙佐剂响应内溶酶体的酸性环境,触发ROS的释放,进而形成脂质氢过氧化物,导致内溶酶体脂质过氧化。因此,NVscp被赋予内溶酶体逃逸能力,以实现抗原交叉提呈的胞浆转运。体内实验表明,NVscp的大小可以有效地滞留在引流淋巴结(dLNs)中,从而增强不同的APCs(特别是髓窦巨噬细胞(MSMs,F4/80+CD169+))和树突状细胞(DCs,CD11c+F4/80-)的抗原交叉提呈,有效地促进肿瘤特异性CD8+CTL和CD4+T辅助细胞(Th1细胞)的激活,用于癌症免疫治疗。
图2|NVscp的形成和NVscp诱导肿瘤免疫治疗机制的示意图
文章中,评估NVscp在小鼠体内淋巴结的累积活体实验成像,使用了AniView100多模式动物活体成像系统拍摄。
于小鼠关节皮下注射FITC标记的NVs和NVscp,在不同时间点采集腹股沟淋巴结(ILNs)荧光信号。结果显示Hock注射4h后,NVs和NVscp在病灶内迅速积累,两组荧光信号强度无差异。然而,NVs的荧光在注射24h后迅速减弱。对两组荧光信号强度定量分析,显示NVscp组的抗原积累大约是NVs组的2.8倍,猜测NVscp的积累增强可能与过氧化钙有效修饰后纳米疫苗的物理化学性质(表面电荷和组成)的改变有关。
图3|NVscp在小鼠体内淋巴结累积的情况
a、注射后2、4和24小时解剖ILNs的体外荧光图像
b、对皮下注射后不同时间点ILNs的荧光强度进行量化,来测量疫苗动力学
长期以来,癌症严重威胁人类健康和生命安全,在治疗癌症的过程中,疫苗发挥了举足轻重的作用。基于大多数蛋白质/多肽结构都含有促进钙生物矿化的羧基,受NOX2机制的启发,李永勇教授团队构建了一种有前途的技术手段,用于改善各种癌症疫苗模式的交叉呈现,包括多肽和蛋白质疫苗等无细胞平台。考虑到它的方便性、有效性和生物相容性,未来可能被广泛应用于癌症治疗。
参考文献:
1、https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.121089
来源于:广州博鹭腾生物科技有限公司
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