我科研团队为减毒活疫苗开发提供新思路
科技日报讯 (记者罗云鹏 通讯员朱诗颖)2月27日记者从中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所获悉,该所研究员司龙龙团队在《自然·微生物学》和《自然·化学生物学》上同期发表两项重要研究成果。该团队聚焦减毒活疫苗研发的关键共性难题,从介导病毒蛋白降解的E3泛素连接酶的多样性、病毒蛋白和氨基酸位点的多样性两个方面,对蛋白降解靶向(PROTAR)疫苗技术进行优化迭代,分别建立了PROTAR流感疫苗库,研发了疫苗2.0,为更加安全、有效的减毒活疫苗开发提供了新思路。
病毒组装自身结构和行使生物学功能很大程度上依赖病毒蛋白。研究团队设计出独特的“生命开关”元件——PTD,用以控制病毒蛋白的稳定和降解。司龙龙解释说:“PROTAR疫苗技术的设计原理是利用细胞中的蛋白质降解机器——‘泛素—蛋白酶体系统’,将PTD引入至病毒蛋白,使得病毒在进入正常细胞后,病毒蛋白被系统识别并降解,降低病毒复制能力,实现病毒减毒,从而将病毒变成潜在疫苗。”
在PROTAR疫苗设计中,病毒蛋白的特异性降解由PTD以及其对应的E3泛素连接酶决定。目前,在真核细胞中已经鉴定出超过600种E3泛素连接酶,为PROTAR疫苗的多样性设计提供了生物学基础。研究团队以流感病毒为研究模型,利用E3泛素连接酶的多样性,设计并成功构建了22类PROTAR疫苗株,拓展了PROTAR疫苗的种类,并展示出PROTAR疫苗的多样性。
由于第一代PROTAR疫苗技术仅允许PTD装载在病毒蛋白两端,可能会限制PROTAR疫苗技术在不同病毒中的广泛应用,团队又开发了PROTAR疫苗2.0,可支持PTD元件装载在病毒蛋白的任意合适的位点,包括病毒蛋白两端和内部位点,还能实现多个PTD元件在同一病毒颗粒中的同时装载。
在犬肾细胞(MDCK细胞)、小鼠模型、雪貂模型的验证实验中,研究团队证明了PROTAR疫苗2.0具有良好的安全性、免疫原性、交叉免疫保护效果;并进一步在多种流感病毒中证明了其通用性。