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上海交大劉盡堯/劉穎斌團(tuán)隊(duì)《Adv. Mater.》：手性聚合物膠束介導(dǎo)的抗原呈遞
2022-12-18  來源：高分子科技
  手性在自然界中無處不在，特別是在生物系統(tǒng)中從小分子氨基酸和糖類到大分子蛋白質(zhì)和DNA以及超分子胞膜、微管和細(xì)胞結(jié)構(gòu)等。生物的手性選擇性可能與生命的起源密切相關(guān)，因?yàn)槟壳耙阎膸缀跛械鞍踪|(zhì)都是由L型氨基酸組成，而DNA和RNA的合成則基于D型核糖。氨基酸和核糖的手性決定了蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。由于手性物種與生物體之間的特定相互作用，給定的手性分子可能對(duì)生物系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響，而其對(duì)映異構(gòu)體則無活性甚至具有副作用。脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA等超分子組裝體的生物學(xué)功能高度依賴于它們的手性。例如，DNA的右旋雙螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)DNA轉(zhuǎn)錄、翻譯和基因表達(dá)至關(guān)重要，而蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)在維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和酶活性方面起著至關(guān)重要的作用。超分子組裝體的手性變化也會(huì)影響其生物學(xué)功能，導(dǎo)致身體衰老，甚至導(dǎo)致癌癥和阿爾茨海默癥等疾病。與分子手性相反，超分子手性的生物活性尚未得到充分探索。近年來，人工超分子手性材料的生物學(xué)應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。超分子納米材料的手性差異對(duì)蛋白質(zhì)吸附、細(xì)胞粘附、增殖分化、細(xì)胞吞噬作用、細(xì)胞凋亡以及疾病診斷和治療具有顯著影響。那么，超分子手性組裝體對(duì)免疫系統(tǒng)又會(huì)有怎樣的影響？針對(duì)以上問題，上海交通大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究院劉盡堯團(tuán)隊(duì)通過將腫瘤相關(guān)抗原性卵清蛋白（OVA）與手性組氨酸修飾的聚乙烯亞胺（PEI）復(fù)合來設(shè)計(jì)和制備超分子手性聚合物膠束（SCPMs），以研究手性介導(dǎo)的抗原呈遞和免疫反應(yīng)。結(jié)果表明，手性的引入可以同時(shí)降低PEI的毒性并促進(jìn)細(xì)胞攝取以及抗原加工和呈遞。特別是，除了較低的細(xì)胞毒性，與相應(yīng)的 L-手性和非手性相比，D-手性提高了樹突狀細(xì)胞（DC）上共刺激分子的表達(dá)水平。D-手性在刺激DC成熟方面的優(yōu)越性在小鼠實(shí)驗(yàn)中用D-SCPMs進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證，其在脾臟、淋巴結(jié)和腫瘤組織中顯示出顯著的T細(xì)胞抗原特異性增殖。



  本文還展示了由手性中性苯丙氨酸修飾的PEI和OVA或組氨酸修飾的PEI和嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）刺突1（S1）共組裝的D-SCPMs均可實(shí)現(xiàn)手性選擇性的抗原加工和呈遞。這項(xiàng)工作揭示了合成材料的手性與免疫系統(tǒng)之間的相互作用，可用于開發(fā)免疫療法的替代方案。


  相關(guān)研究工作以“Chiral-selective antigen-presentation by supramolecular chiral polymer micelles”為題發(fā)表在Advanced Materials上。課題組蔣和金博士后和劉蕊博士后為該論文共同第一作者，劉盡堯研究員、劉穎斌教授和上海市腫瘤研究所吳馮助理研究員為該論文通訊作者。該工作得到第十四批國(guó)家海外高層次人才引進(jìn)青年項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、上海市探索者計(jì)劃等支持。


  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202208157

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