甲病毒单轮感染颗粒的构建及其应用

甲病毒(alphavirus)主要包括致关节炎的旧世界甲病毒和引发致命性脑炎的新世界甲病毒,感染人体后可引起严重疾病。为了使用安全方便的工具来研究甲病毒的入侵机制,本研究建立了基于鼠白血病病毒(murine leukemia virus,MLV)的假病毒颗粒和基于新德毕斯病毒(Sindbis virus,SINV)的病毒复制子颗粒(virus replicon particle,VRP)系统。利用包装的假病毒和复制子颗粒,验证了硫酸乙酰肝素生成相关基因B3gat3(beta-1,3-glucuronyltransferase 3)和致关节炎甲病毒入胞受体基因Mxra8(matrix remodeling associated 8)的敲除对不同甲病毒成员入胞的影响。本研究构建的MLV假病毒和SINV复制子颗粒系统,为甲病毒成员的入侵感染机制研究和抗病毒策略开发等提供了安全可靠的实验工具。

基于聚谷氨酸聚氨基酯的核酸递送载体构建

核酸疫苗已成为现代传染病疫苗中的研究热点,然而,核酸疫苗的临床转化仍然面临着转染效率低下和生物相容性不佳等瓶颈,迫切需要研发安全、高效的核酸递送载体。本研究提出一种新的核酸递送策略,在聚(β-氨基酯)[poly(β-amino ester),PBAE]和核酸自组装形成PBAE纳米颗粒(PBAE nanoparticles,PBAE-NPs)的基础上,进一步采用聚谷氨酸[poly(glutamic acid),PGA]进行修饰,形成PGA修饰的PBAE纳米颗粒(PGA modified PBAE nanoparticles,PPs)。本文将通过结构表征和生物学评价探究PPs作为核酸递送载体的性能。体外表征结果显示,PPs具有粒径小、Zeta电位低和血清稳定性强等良好的生物学特性。细胞溶酶体逃逸实验结果表明,PGA修饰能够提高PPs的溶酶体逃逸能力。流式细胞术结果表明,相较于PBAE-NPs,PPs显著增强了核酸转染效率。此外,CCK-8实验结果显示,PPs具有良好的生物安全性。综上所述,PPs具有安全性好、核酸转染效率高等特点,是一种具有开发前景的核酸递送载体,为今后核酸疫苗载体的设计提供了新的思路。

广谱抗冠状病毒疫苗及抗冠状病毒多肽的研究进展

由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染引起的2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019,COVID-19)暴发,给人类公共卫生安全和全球经济发展造成了严重威胁。疫苗和药物是防治疫情的重要手段,但目前研发的针对冠状病毒的疫苗和药物大多以SARS-CoV-2为靶点,该病毒若发生重大突变或出现新的高致病性冠状病毒,目前研发的有效疫苗或药物可能会无效,而且疫苗和新药的研发往往比较滞后,难以在疫情发生早期投入使用。因此,亟须研发高效、安全、广谱的冠状病毒疫苗和药物,以应对未来可能出现的冠状病毒疫情。本文对广谱冠状病毒疫苗和抗冠状病毒多肽的研究进展进行综述,期望为研发此类疫苗和药物提供参考。

从肠道菌群角度再认识血管紧张素转换酶2在严重急性呼吸综合征冠状病毒2致病机制中的潜在作用

2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019,COVID-19)的病原学和临床表现多有报道。该病在病原学和临床表现上与发生在2003年的严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)有诸多相似性。本文通过对比两者异同,尝试从其共同受体血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)角度,提出并探讨患者肠道菌群可能参与其致病的潜在机制,旨在为深入探索新型冠状病毒,即严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)的致病机制及加速研发重症肺炎预测指标提供一种可能的新思路。

从菌群和免疫的角度理解2019新型冠状病毒增龄易感的潜在机制

2019年12月下旬,多家卫生机构报告了与中国湖北省武汉市流行病学相关的不明原因肺炎患者。中国疾病预防控制中心采集了暴发早期的标本,确定了肺炎的来源,并在肺炎患者中检测到1种新型冠状病毒——2019新型冠状病毒(2019 novel coronavirus, 2019-nCoV)^([1])。2020年1月24日,国内首次报告了2019-nCoV^([1]),随后世界卫生组织将该毒感染引起的肺炎命名为2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019, COVID-19)。

基于gp41近膜端外部区域中和表位天然构象的人类免疫缺陷病毒1型疫苗的设计

疫苗一直被视为终结人类免疫缺陷病毒1型和2型(human immunodeficiency virus type 1/2,HIV-1/2)最有力的武器。位于HIV-1gp41胞外域C末端的近膜端外部区域(membrane-proximal external region,MPER)是一个重要的抗原位点,但糖蛋白41(glycoprotein 41,gp41)在野生型HIV-1的包膜蛋白中并未充分暴露,单独的gp41或MPER多肽无法模拟gp120/gp41包膜蛋白在病毒包膜上的天然状态。本研究以HIV-1gp41MPER为抗原进行疫苗设计,以期能诱导产生具有强效中和作用的MPER特异性抗体。通过在gp41的N末端七肽重复域(N-terminal heptad repeat,NHR)和C末端七肽重复域(C-terminal heptad repeat,CHR)引入突变,阻断二者相互作用形成6螺旋(6-helix bundle,6-HB)构象;使用不同来源的流感病毒HA1亚基替代gp120,以防止机体产生大量针对HA1的抗体,并构建一系列包含不同HA1亚基的HA/gp41-1605嵌合DNA。结果发现,在细胞上表达的嵌合疫苗抗原能更好地展示MPER上的中和表位,但不显示gp41上免疫优势抗原表位。使用构建的HA/gp41嵌合DNA疫苗对新西兰大耳兔进行肌肉内序贯免疫,提示该疫苗策略的确不可诱生高滴度的HA抗体或gp41的loop及6-HB特异性抗体,而能诱生MPER特异性抗体。然而,该抗体对HIV-1不具有中和作用,说明该疫苗策略还有待进一步优化。

靶向SARS-CoV-2受体结合结构域的嵌合抗体表达及功能研究

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染所致的2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019,COVID-19)给人民的生命健康造成了严重的威胁,目前该病毒仍然在广泛传播,针对SARS-CoV-2有效的治疗方法仍有限,因此寻找广谱中和抗体阻断SARS-CoV-2感染具有重要的意义。本文成功表达并纯化了3株靶向SARS-CoV-2的受体结合结构域(receptor-binding domain,RBD)的人鼠嵌合抗体,并且检测了这几株抗体对多种SARS-CoV-2假病毒和活病毒的中和活性。本研究表明这3株抗体能特异性地中和SARS-CoV-2野生型假病毒,IC 50分别为0.03μg/mL、0.06μg/mL、0.03μg/mL。此外,这3株抗体对Alpha株假病毒、Delta株假病毒和Lambda株假病毒也具有广谱中和活性,并可以抑制SARS-CoV-2 Delta株活病毒的复制。机制研究表明,这些抗体可以阻断SARS-CoV-2的S蛋白介导的细胞-细胞融合,且RBD上的K417、E484和N501位点可能是其与这3株抗体结合的关键位点。

耻垢分枝杆菌MSMEG_4259的基因组维护功能研究

MSMEG_4259基因及其同源基因广泛存在于分枝杆菌属中。蛋白序列分析显示,MSMEG_4259包含DEDDh核酸外切酶结构域以及一个类似UvrC的核酸内切酶结构域,提示其可能参与DNA修复。为了探究MSMEG_4259的生理功能,本研究利用同源重组方法在耻垢分枝杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)构建了MSMEG_4259基因敲除(ΔMs4259)菌株,并采用波动试验测定菌株在对数生长期以及H2O2处理后的利福平耐药突变频率。结果显示,ΔMs4259菌株的利福平耐药自发突变频率较野生型菌株升高1.9倍(P<0.05),该表型能够通过表达MSMEG_4259回补。测定耐药突变菌株rpoB基因的耐药决定区域序列,发现ΔMs4259菌株的A:T>C:G突变概率较野生型菌株上升约10倍,有研究证明该突变谱是DNA氧化损伤的常见突变。实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, qRT-PCR)结果显示,野生型菌株的MSMEG_4259表达在H2O2处理后上调约7倍,提示该基因在转录水平参与了氧化压力应答。野生型菌株与ΔMs4259菌株在氧氟沙星、叔丁基过氧化氢和紫外线处理下的存活率无显著差异,提示MSMEG_4259不参与耻垢分枝杆菌对上述DNA损伤剂的耐受。本研究初步揭示了MSMEG_4259参与耻垢分枝杆菌基因组维护的生理功能、突变谱及转录调控等特性,为进一步研究其同源基因在结核分枝杆菌致病和耐药中的作用机制奠定了基础。