Bioact Mater : Fc增强的外泌体具有更好的上皮层传递和肺分布能力，可用于肺部疫苗接种
来源：生物谷原创 2024-10-31 10:37
该研究揭示fc增强的外泌体具有更好的上皮层传递和肺分布能力，可用于肺部疫苗接种，这为开发一种新的呼吸道粘膜疫苗方法提供了很大希望。
新冠肺炎疫情给社会带来巨大冲击，在疫苗的快速干预下，人类社会活动逐渐恢复正常，进入了后疫情时代。然而，新出现和再出现的传染病的威胁仍然存在，如何在面对未来可能出现的流行病时做得更好仍然是一个至关重要的问题。疫苗是对抗传染病最具成本效益的方法。新冠肺炎疫情期间，疫苗研发经历了一场革命。利用病毒特性建立了新的疫苗平台，如病毒样颗粒(VLP)疫苗、DNA疫苗、mRNA疫苗等相关微生物疫苗。这些疫苗不仅奠定了坚实的基础，而且在优化疫苗设计和理解免疫激活方面取得了重大进展。
SARS-CoV-2是一种包膜正链RNA病毒。粘膜是抵抗病毒的第一道防线，为免疫杀菌提供了空间，使免疫系统能够识别并消灭病毒。尽管在阻断病毒感染和传播方面，粘膜疫苗可以优于注射疫苗策略，但粘膜疫苗的开发仍存在重大障碍，包括对保护性粘膜免疫反应性质的不完全了解以及疫苗难以克服粘膜屏障的恶劣环境。鉴于粘膜屏障的保护性质及其独特的细胞组成，疫苗策略应专门定制，而不是简单地重新部署可注射疫苗。
细胞外囊泡(EVs)，尤其是外泌体，在细胞间的信息传递和物质交换中起着至关重要的作用。近年来，来自免疫细胞的外泌体，如巨噬细胞、淋巴细胞和树突状细胞，在调节免疫应答、抗病毒免疫和其他免疫过程中发挥了重要作用。具体来说，dc衍生的外泌体具有多种优势，它们携带CD80、CD86、MHC-I和MHC-II等共刺激因子，使它们具有直接激活T细胞的可能性。
同时，dc衍生的外泌体利用其归巢能力和纳米级颗粒的尺寸效应，在递送和免疫激活方面表现出显著优势，从而使其能够更有效地刺激和调节免疫系统。研究人员还探索了肺源性外泌体作为mRNA和蛋白药物的载体，这些药物通过干粉吸入被递送到啮齿动物和非人灵长类动物的肺部。这些装载mrna的细胞ev诱导的免疫球蛋白IgG和sIgA应答比它们的对应物更有效，显示了它们在粘膜免疫中的潜力。
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.08.015
近日，来自贵州医科大学药学院的研究者们在Bioact Mater杂志上发表了题为“Fc-empowered exosomes with superior epithelial layer transmission and lung distribution ability for pulmonary vaccination”的文章，该研究揭示fc增强的外泌体具有更好的上皮层传递和肺分布能力，可用于肺部疫苗接种，这为开发一种新的呼吸道粘膜疫苗方法提供了很大希望。
与肠外疫苗相比，粘膜疫苗具有潜在的优势，因为它们可以在病原体感染的主要部位触发全身免疫保护和免疫反应，然而，粘膜屏障的防御功能仍然是疫苗需要克服的一个挑战。
在这项研究中，研究者通过将Fc和SARS-CoV-2的受体结合域(RBD)融合到溶酶体相关膜蛋白2b (Lamp2b)上，设计了一种新的嵌合蛋白。用编码融合蛋白的质粒转染DC2.4细胞后，外泌体在外畴上修饰Fc片段，在内畴上修饰RBD片段。Fc通过fcrn介导的胞吞作用使外泌体具有良好的肺上皮传递能力，Lamp2b作为外泌体膜锚定物增加融合蛋白密度，RBD在激活抗病毒免疫应答中起着至关重要的作用。通过用这种融合蛋白设计外泌体，研究者假设外泌体将通过更有效地穿过上皮层引起更好的粘膜免疫反应。
将融合基因转染DC2.4细胞，提取外泌体
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.08.015
研究结果表明，IgG片段结晶(Fc)部分对外泌体进行表面修饰，可将SARS-CoV-2的受体结合域(RBD)传递到粘膜上皮，并通过新生儿Fc受体(FcRn)介导的胞吞作用渗透到肺外周。外泌体F-L-R-Exo由基因工程树突状细胞产生，其中融合蛋白Fc-Lamp2b-RBD表达并锚定在膜上。经气管内给药后，F-L-R-Exo能够在动物肺部诱导高水平的rbd特异性IgG和IgA抗体。此外，在全身和粘膜免疫反应中也观察到强有力的Th1免疫偏向T细胞反应。F-L-R-Exo可保护小鼠免受SARS-CoV-2假病毒感染。这些发现为开发一种新的呼吸道粘膜疫苗方法提供了很大的希望。
外泌体通过FcRn介导的胞吞作用经气管内给药并穿过上皮屏障
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.08.015
综上所述，该研究揭示fc增强的外泌体具有更好的上皮层传递和肺分布能力，可用于肺部疫苗接种，这为开发一种新的呼吸道粘膜疫苗方法提供了很大希望。虽然大多数疫苗是通过注射来接种的，但人们对呼吸道感染病毒和呼吸道粘膜部位组织驻留记忆T细胞的重要性的了解越来越多。这些细胞可以迅速遇到抗原并作出反应，使粘膜疫苗成为一种可能更容易被接受的方法。肺部疫苗接种可通过吸入方式进行，可间接提高疫苗接种依从性。(生物谷 Bioon.com）
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