上海交大劉盡堯/劉穎斌團隊《Adv. Mater.》：手性聚合物膠束介導的抗原呈遞
2022-12-18 來源：高分子科技
手性在自然界中無處不在，特別是在生物系統中從小分子氨基酸和糖類到大分子蛋白質和DNA以及超分子胞膜、微管和細胞結構等。生物的手性選擇性可能與生命的起源密切相關，因為目前已知的幾乎所有蛋白質都是由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的二級結構和DNA雙螺旋結構。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生物系統產生積極影響，而其對映異構體則無活性甚至具有副作用。脂質、蛋白質和DNA等超分子組裝體的生物學功能高度依賴于它們的手性。例如，DNA的右旋雙螺旋結構對DNA轉錄、翻譯和基因表達至關重要，而蛋白質的二級結構在維持結構穩定性和酶活性方面起著至關重要的作用。超分子組裝體的手性變化也會影響其生物學功能，導致身體衰老，甚至導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應用受到廣泛關注。超分子納米材料的手性差異對蛋白質吸附、細胞粘附、增殖分化、細胞吞噬作用、細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免疫系統又會有怎樣的影響？針對以上問題，上海交通大學分子醫學研究院劉盡堯團隊通過將腫瘤相關抗原性卵清蛋白（OVA）與手性組氨酸修飾的聚乙烯亞胺（PEI）復合來設計和制備超分子手性聚合物膠束（SCPMs），以研究手性介導的抗原呈遞和免疫反應。結果表明，手性的引入可以同時降低PEI的毒性并促進細胞攝取以及抗原加工和呈遞。特別是，除了較低的細胞毒性，與相應的 L-手性和非手性相比，D-手性提高了樹突狀細胞（DC）上共刺激分子的表達水平。D-手性在刺激DC成熟方面的優越性在小鼠實驗中用D-SCPMs進行了進一步驗證，其在脾臟、淋巴結和腫瘤組織中顯示出顯著的T細胞抗原特異性增殖。
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均可實現手性選擇性的抗原加工和呈遞。這項工作揭示了合成材料的手性與免疫系統之間的相互作用，可用于開發免疫療法的替代方案。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202208157
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（責任編輯：xu）
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