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《科学》子刊:疫苗“拔罐”,效果百倍!科学家开发利用负压递送DNA疫苗的方法,可促进疫苗快速、高效响应

  1. 疫苗

来源:代丝雨 2021-11-19 13:33

 近二十年来,以RNA、DNA为基础的各种核酸药物和疫苗开始大放异彩,尤其是在最近的新冠疫情中,mRNA疫苗实在是风头无两,不由得让大家对核酸疫苗的未来充满期待。核酸与其他药物成分最大的不同在于,它需要在细胞内起效,因此如何将核酸递送至细胞质和细胞核的转染(transfection)就显得至关重要了。近期,《科学进展》杂志发表了一项来自罗格斯大学科

 

 

近二十年来,以RNA、DNA为基础的各种核酸药物和疫苗开始大放异彩,尤其是在最近的新冠疫情中,mRNA疫苗实在是风头无两,不由得让大家对核酸疫苗的未来充满期待。

核酸与其他药物成分最大的不同在于,它需要在细胞内起效,因此如何将核酸递送至细胞质和细胞核的转染(transfection)就显得至关重要了。

近期,《科学进展》杂志发表了一项来自罗格斯大学科研团队的新成果,科学家们从“拔罐”中获得灵感,在注射DNA后施加负压,竟然能够大幅度提升免疫效果,可达单纯注射的百倍以上[1]。

轻轻一“吸”,就能让免疫反应更快更强,实在是厉害了!

体内核酸转染,有几种常用的方法。使用病毒转染效率很高,但是存在免疫原性和生物安全的隐患;RNA递送常用聚合物或脂质纳米颗粒封装,而DNA比RNA更加稳定,无需担心被核糖核酸酶降解,不需要这种包装,近年来更常用的是电穿孔(EP)技术。

EP使用几百伏特/厘米的高强电场来瞬时穿透细胞膜,诱导细胞摄取。但是电脉冲会导致使用部位的肌肉收缩、疼痛和组织损伤,对于携带植入式电子设备的人来说也是无法考虑的。另外,EP使用起来也不容易,需要专业培训和设备支持。

那么有没有更好的、更容易使用的转染方法呢?

研究者将表达荧光蛋白的质粒注射到大鼠背部,并立刻以65kPa负压抽吸30s。这个压力并不过强,可以看到小鼠的皮肤只是略有拉伸(好像小时候用吸管吸自己手的我)。

令人惊讶的是,只是“拔了个罐”,竟然就能够大幅度提升质粒的表达,绿色荧光蛋白的表达不仅出现得更早,表达量也增加了。

研究者还改变了各种条件,发现质粒的表达与负压施加的时间、注射的DNA的量、使用的设备都没有关系,只与压力大小有关。

为什么施加负压就会有如此好的转染效果呢?另外一项研究给了我们可能的答案。当细胞发生机械应变,也就是被拉伸变性的时候,可以激活形成内吞相关的结构,以维持细胞膜的稳态[2]。正是这个过程增加了细胞的摄取。

接下来,研究者们测试了“拔罐”能否增强新冠DNA疫苗的效力。第一组大鼠在第0天和第14天只注射疫苗;第二组在第0天注射疫苗+负压;第三组则是注射两次疫苗+负压。在第0天、第14天和第29天抽血进行ELISA测定。

从数据图中可以看出,“拔罐”真的非常有效,大鼠血清中的抗体水平大幅度提高。值得注意的是,在第29天测得的数据,施加负压的大鼠,注射一次疫苗和注射两次疫苗的免疫反应没有统计学差异,可以说“拔罐”的加成是非常强了。

此外,65kPa、30s的负压并不会造成组织损伤,和仅接受注射的皮肤组织差不多。研究者在论文中认为这个强度和常用于去黑头的医美项目基本差不多(小气泡是吧小气泡)。

研究者认为,这种新的转染方法便宜好学,达成的效果也可以说是又快又好,以后不仅可以用于疫苗,对于需要快速应对的疾病也是很好的治疗手段。(生物谷Bioon.com)

 

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