图 手性纳米颗粒的结构、光学活性及其调控细胞因子表达模式分析
在国家自然科学基金项目（批准号：21925402、32071400、21977038、92156003）等资助下，江南大学食品科学与技术国家重点实验室匡华和胥传来教授团队与美国密歇根大学、巴西圣保罗大学以及巴西纳米技术国家实验室合作，利用镜像手性纳米结构的不对称性调控免疫应答，研究成果以“Enantiomer-dependent immunological response to chiral nanoparticles（手性纳米颗粒介导的对映体依赖性免疫应答）”为题，于2022年1月19日在《自然》（Nature）上发表。论文链接：www.nature.com/articles/s41586-021-04243-2。《自然》杂志同期刊发了“News & Views”评论文章重点推荐介绍了这项工作（https://www.nature.com/articles/d41586-021-03806-7）。
该团队在金纳米三角片还原生长过程中引入圆偏振光，在晶种高指数面上形成对称性破缺，成功制备了不对称因子（g值）高达0.44的镜像手性纳米颗粒，为目前单颗粒手性材料的文献最高值。研究表明，手性纳米颗粒与抗原呈递细胞（树突状细胞）表面CD97和EMR1受体蛋白具有高亲和性。其中，左手性纳米颗粒与CD97、EMR1的亲和力分别是右手性颗粒的14倍和3.6倍。在这两种跨膜蛋白作用下，左手性纳米颗粒进入细胞的速率为右手性材料的2倍。手性纳米颗粒进入细胞后通过激活炎症小体NLRP3途径，促进免疫细胞活化。
团队系统研究了不同对称性纳米颗粒调控免疫细胞分泌细胞因子的模式。左手性纳米颗粒作为免疫佐剂，与多肽、H9N2流感病毒灭活株免疫动物，产生特定抗体滴度分别是右手性纳米颗粒的1584倍、1258倍，是传统铝佐剂的800余倍。尤为重要的是，肿瘤坏死因子-α、γ-干扰素、白介素-12等细胞因子的表达量提升了1—2倍，促进效应性CD8+T细胞活化杀灭受病毒感染的细胞，高效介导细胞免疫应答，克服了当前疫苗中使用的铝佐剂无法刺激细胞免疫应答、抗病毒感染效果差的严重缺陷。
该研究揭示了独特手性纳米免疫佐剂均衡介导体液免疫应答和细胞免疫应答，为保护性疫苗研发提供了理论支撑，也为治疗性疫苗研发指出了可能的途径。