上海交大刘尽尧/刘颖斌团队《Adv. Mater.》：手性聚合物胶束介导的抗原呈递

2022-12-18 来源：高分子科技

手性在自然界中无处不在，特别是在生物系统中从小分子氨基酸和糖类到大分子蛋白质和DNA以及超分子胞膜、微管和细胞结构等。生物的手性选择性可能与生命的起源密切相关，因为目前已知的几乎所有蛋白质都是由L型氨基酸组成，而DNA和RNA的合成则基于D型核糖。氨基酸和核糖的手性决定了蛋白质的二级结构和DNA双螺旋结构。由于手性物种与生物体之间的特定相互作用，给定的手性分子可能对生物系统产生积极影响，而其对映异构体则无活性甚至具有副作用。脂质、蛋白质和DNA等超分子组装体的生物学功能高度依赖于它们的手性。例如，DNA的右旋双螺旋结构对DNA转录、翻译和基因表达至关重要，而蛋白质的二级结构在维持结构稳定性和酶活性方面起着至关重要的作用。超分子组装体的手性变化也会影响其生物学功能，导致身体衰老，甚至导致癌症和阿尔茨海默症等疾病。与分子手性相反，超分子手性的生物活性尚未得到充分探索。近年来，人工超分子手性材料的生物学应用受到广泛关注。超分子纳米材料的手性差异对蛋白质吸附、细胞粘附、增殖分化、细胞吞噬作用、细胞凋亡以及疾病诊断和治疗具有显著影响。那么，超分子手性组装体对免疫系统又会有怎样的影响？针对以上问题，上海交通大学分子医学研究院刘尽尧团队通过将肿瘤相关抗原性卵清蛋白（OVA）与手性组氨酸修饰的聚乙烯亚胺（PEI）复合来设计和制备超分子手性聚合物胶束（SCPMs），以研究手性介导的抗原呈递和免疫反应。结果表明，手性的引入可以同时降低PEI的毒性并促进细胞摄取以及抗原加工和呈递。特别是，除了较低的细胞毒性，与相应的 L-手性和非手性相比，D-手性提高了树突状细胞（DC）上共刺激分子的表达水平。D-手性在刺激DC成熟方面的优越性在小鼠实验中用D-SCPMs进行了进一步验证，其在脾脏、淋巴结和肿瘤组织中显示出显著的T细胞抗原特异性增殖。

本文还展示了由手性中性苯丙氨酸修饰的PEI和OVA或组氨酸修饰的PEI和严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）刺突1（S1）共组装的D-SCPMs均可实现手性选择性的抗原加工和呈递。这项工作揭示了合成材料的手性与免疫系统之间的相互作用，可用于开发免疫疗法的替代方案。

相关研究工作以“Chiral-selective antigen-presentation by supramolecular chiral polymer micelles”为题发表在Advanced Materials上。课题组蒋和金博士后和刘蕊博士后为该论文共同第一作者，刘尽尧研究员、刘颖斌教授和上海市肿瘤研究所吴冯助理研究员为该论文通讯作者。该工作得到第十四批国家海外高层次人才引进青年项目、科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金委面上项目、上海市探索者计划等支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202208157

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（责任编辑：xu）

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