人造蜘蛛丝疫苗 有效提升免疫反应

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电影里蜘蛛人的蜘蛛丝是他主要的武器和工具,而现实中的人造蜘蛛丝的硬度、韧性、弹性都远优于铝合金和钢铁。此外,蜘蛛丝具有生物降解性以及低密度的特性,是相当理想的生物材料,可望应用于人体的血管或韧带修复,甚至神经元模型等。

近日,瑞士日内瓦大学、佛立堡大学、德国慕尼黑大学和拜罗伊特大学所组成的研究团队与德国生物科技公司 AMSilk 共同研发出一种全新的蜘蛛丝微胶囊,能够将疫苗包覆直接输送到免疫细胞内,产生免疫反应,并且安全性高。此研究结果刊登于《Biomaterials》期刊上。

为了对抗癌症和传染病,许多科学家使用辨识和破坏肿瘤细胞或病毒、细菌的疫苗来提升免疫能力,但效果仍有限。所以,该研究团队致力于开发新型蜘蛛丝微胶囊,增加疫苗对免疫系统的功效,特别是 T 细胞。该重组蜘蛛丝为一种轻便、生物相容且无毒的材料,对于光和热的降解具有高度抵抗力,将它置于超过 100 °C 几个小时环境中,它也不会损坏。

该研究团队将重组的蜘蛛丝蛋白 eADF4(C16)与来自卵白蛋白(ovalbumin)的抗原胜肽(antigenic peptide) 融合,并且接上组织蛋白酶(cathepsin)可清除性胜肽连接子(linker)(也可不接)。然后,他们将该融合颗粒注射入小鼠皮下,融合颗粒会被树突细胞(dendritic cell)摄取并且聚集在淋巴结中心,进而活化了细胞毒性 T 细胞,并且没有呈现任何免疫毒性或非特异性免疫刺激活性。即使在没有疫苗佐剂的情况下,来自含有组织蛋白酶可清除性胜肽连接子的融合蛋白质颗粒,也能在体内(in vivo)诱导细胞毒性 T 细胞产生强烈的抗原特异性增殖。

该研究团队表示,颗粒大小(粒径)可能是一个绊脚石,因为他们尚未尝试将标准疫苗中使用的较大抗原颗粒与蜘蛛丝微粒融合。他们也将进一步研究,特别是标靶病毒性疾病的疫苗。

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参考资料:
1. Biomed Res Int. 2014;2014:906819.
2. Biopolymers. 2012 Jun;97(6):468-78.
3. Biomaterials, 2018; 172: 105 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2018.04.008
4. https://www.unige.ch/communication/communiques/en/2018/la-soie-daraignee-pour-des-vaccins-dun-nouveau-genre/

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