“蛋白清洁工”助力减毒疫苗研发
来源:健康报 浏览:266次 发布时间:2022年07月08日

(记者王潇雨 通讯员赵梓杉)利用细胞内部的“蛋白清洁工”,对目标蛋白进行降解,这一技术已经“移植”到减毒疫苗的研发中。最近,中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所司龙龙课题组以甲型流感病毒为模型,将细胞内的蛋白质降解机制拓展至疫苗设计中,为减毒疫苗开发提供了新思路。相关论文7月4日发表于国际学术期刊《自然·生物技术》。


降低病毒毒性是开发减毒疫苗的关键步骤之一。蛋白质是组成病毒结构并维持其活动所必需的主要成分之一,为研究病毒减毒提供了重要切入点。“基于蛋白质调控的减毒策略大致可以归纳为两个方面:一是抑制或阻断蛋白质合成,以减少子代病毒组装所需的‘原料’;二是加速蛋白质降解,以清除子代病毒组装所需的‘原料’。”论文共同第一作者、研究助理申权介绍。


在天然细胞内,约80%的蛋白质的降解和清除过程依赖泛素-蛋白酶体系统实现。这个系统好比是细胞内的“蛋白清洁工”,具体来说,细胞内缺陷或受损的蛋白质会被泛素标记,再由蛋白酶体准确地识别,并降解清除。


近年来,这一原理已被用于蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)化学小分子药物开发。“受此启发,我们把泛素-蛋白酶体系统降解靶蛋白的原理运用到疫苗的设计中,控制病毒的复制能力。”论文通讯作者司龙龙表示。


流感病毒分为甲、乙、丙、丁四型,人流感主要是甲型和乙型流感病毒引起的。其中,甲型流感病毒已多次引起流感大流行。研究人员使用甲型流感病毒的模式病毒——WSN毒株,构建了PROTAC流感病毒疫苗株M1-PTD。


“PTD是一个蛋白降解诱导元件。当病毒在正常细胞中时,被PTD标记的病毒蛋白会被泛素-蛋白酶体系统识别而降解,导致病毒复制能力减弱。同时,该诱导元件在疫苗制备细胞中会被选择性移除,使得病毒蛋白得以保留。所以说,PROTAC病毒在疫苗制备细胞中可以维持较高的复制能力,得以制备疫苗。”论文共同第一作者、博士后李静介绍。


研究人员使用小鼠、雪貂动物模型,对PROTAC流感病毒疫苗M1PTD分别进行了安全性和有效性评价。将流感病毒疫苗以滴鼻的方式接种于动物,监测动物的死亡率和体重,并检测动物鼻洗液、气管、肺中的病毒滴度。结果显示,与野生型病毒相比,M1-PTD在动物体内的复制能力显著降低,且不会引起小鼠死亡或体重下降。免疫效果评价结果显示,M1PTD可以诱导广泛的免疫应答,包括体液免疫、黏膜免疫、细胞免疫应答,此外M1-PTD可以提供良好的交叉免疫保护。


“这些研究结果表明,PROTAC流感病毒具备成为流感减毒疫苗的潜质。但PROTAC病毒疫苗技术仍需要大量的优化和探索,当前我们正通过与多个单位合作,探索该技术是否可以用于其他种类病毒的疫苗开发。”司龙龙说。