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疫苗作为控制感染性疾病最为经济有效的方式,已挽救了无数生命。疫苗主要通过诱导机体产生体液免疫应答和/或细胞免疫应答来清除病原体或靶细胞,其中细胞免疫应答在清除病毒等胞内感染的病原体或治疗肿瘤等疾病中起着决定性的作用。

亚单位疫苗接种后往往需要经过以下四个级联步骤才能诱导机体产生有效的细胞免疫应答:(1)靶向淋巴结;(2)被树突状细胞摄取;(3)诱导树突状细胞成熟活化;(4)以抗原肽-MHC I分子复合物形式将抗原呈递给CD8+T细胞。这四个步骤简称为DUMP cascade

近日,四川大学华西药学院孙逊教授及高分子科学与工程学院张凌副研究员的研究团队在Science子刊Science Advances杂志发表了题为:The pore size of mesoporous silica nanoparticles regulates their antigen delivery efficiency 的研究论文。

在这项研究中,研究人员应用介孔氧化硅纳米粒(MSNs)作为疫苗递送载体佐剂,发现通过调节MSNs介孔的孔径即可调节疫苗诱导机体产生免疫应答的强度

MSNs的制备及在体内诱导免疫应答的四个过程

研究人员合成了三种粒径均在85nm左右,但介孔孔径分别为12.9、10.3和7.8nm的MSNs,随后应用三种MSNs包载模型抗原OVA,并考察了MSNs孔径变化对于疫苗体内效率的影响。

结果显示,介孔孔径的改变对于疫苗在淋巴结递送、树突状细胞的摄取及其成熟和活化方面(即DUMP cascade的前三个步骤)并不会产生影响,但在DUMP的第四步:抗原MHC I类提呈的效率却随着介孔孔径的增大而提高,最终导致机体产生细胞免疫应答的强度也随着介孔孔径的增大而增强,其中大孔径的MSNs在无需使用其他佐剂的情况下,即可诱导机体产生有效的细胞免疫应答。

让人惊喜的是,以黑色素瘤细胞的细胞裂解液和细胞膜共同作为抗原时,大孔径MSNs可同时高效包载这两类亲疏水性迥异的抗原,并诱导机体产生强效的抗黑色素瘤的细胞免疫应答

MSNs包载抗原后诱导机体产生抗肿瘤免疫应答。B-C:MSNs包载OVA诱导机体产生抗B16F10-OVA肿瘤免疫应答的能力随着介孔孔径增大而增强;D-E:大孔径的MSNs(MSNs-L)包载BM(B16F10肿瘤细胞膜)和BL(B16F10肿瘤细胞裂解液)后可以增强机体的抗B16F10肿瘤免疫应答。

总的来说,这项工作证明通过调节MSNs的孔径可以改变其诱导机体产生免疫应答的能力同时MSNs递送肿瘤抗原能诱导机体产生有效的抗肿瘤免疫应答,表明MSNs在疫苗递送领域具有很大的发展前景

论文链接:

https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eaaz4462/tab-pdf

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