自組裝蛋白在真核細(xì)胞及原核細(xì)胞中是普遍存在的,其對(duì)生命體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要意義,甚至關(guān)系到生命體的進(jìn)化。常見的自組裝蛋白包括病毒顆粒（virus particles）、血清白蛋白（serum albumin）、絲蛋白（silk protein）及鐵蛋白（ferritin）。其中,鐵蛋白可形成粒徑均一、生物相容性良好的納米材料,還具有獨(dú)特的理化性質(zhì),如pH敏感、高溫耐受、大多數(shù)變性劑耐受,即可通過調(diào)節(jié)pH來控制鐵蛋白的自組裝特性。鐵蛋白是存在于大多數(shù)生物體內(nèi)的天然蛋白,在腫瘤的診斷成像及治療、藥物載體和納米疫苗等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。重點(diǎn)探討了鐵蛋白的仿生合成及其在納米疫苗領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展,以期為新型動(dòng)物納米疫苗的研發(fā)提供參考。 

【文章來源】：生物技術(shù)進(jìn)展. 2019,9(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

可用于修飾的鐵蛋白3個(gè)界面［16］Fig．1Threeinterfacesofferritinthatcanbe

合表達(dá)HIV-1病毒的Tat肽段，利用鐵蛋白的自組裝特性生成融合蛋白，隨后進(jìn)行動(dòng)物免疫實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該融合蛋白在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)可激起免疫應(yīng)答反應(yīng)［30］。2013年，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究所和過敏與傳染病研究所將鐵蛋白應(yīng)用于流感疫苗的研發(fā)，將幽門螺桿菌鐵蛋白亞基的N端與流感病毒的血凝素蛋白(hemagglutinin，HA)基因融合，當(dāng)鐵蛋白自組裝形成融合蛋白時(shí)，由蛋白核心向外伸出引入的血凝素HA，由于鐵蛋白具有三重對(duì)稱軸，因而可形成8個(gè)HA突起，與流感病毒表面的突起相似(圖3)［32］。將該融合蛋白納米顆粒作為抗原進(jìn)行動(dòng)物免疫實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)物體內(nèi)成功誘導(dǎo)了中和性抗體，達(dá)到了流感病毒疫苗的作用。同時(shí)，與傳統(tǒng)滅活病毒疫苗相比，這種流感血凝素融合蛋白納米顆粒在動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的中和性抗體水平高10倍以上，而且存在于鐵蛋白表面的HA突起能特異性識(shí)別流感病毒HA三聚體蛋白的莖部和頭部這2個(gè)高度保守的位點(diǎn)。此外，這種新型疫苗的免疫范圍更廣，能中和絕大多數(shù)同型病毒。通過基因修飾，鐵蛋白自組裝納米圖3流感病毒HA的鐵蛋白納米顆粒的分子設(shè)計(jì)和表征［32］Fig．3ThemoleculardesignandcharacterizationofferritinnanoparticlesfrominfluenzavirusHA［32］．注:納米粒子的負(fù)面染色TEM圖像。1～6代表了HA尖峰在圖像中的編號(hào)。魏珍珍，等:自組裝鐵蛋白在納米疫苗領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展342

1種抗原，也提供了雙組分納米顆粒自組裝原理的證據(jù)，將來可作為三聚體抗原的多聚體免疫原呈遞的一般技術(shù)。此研究的成功展開，為后期新型疫苗的制備開拓了新的思路。相比于直接在鐵蛋白表面表達(dá)抗原，也可在鐵蛋白表面或者空腔內(nèi)連接衍生自卵清蛋白的抗原肽OT-1(SIINFEKL)或OT-2(ISQAVHAA-HAEINEAGR)，然后再將重組鐵蛋白作用于樹突細(xì)胞，其可啟動(dòng)和控制抗原特異性免疫應(yīng)答。樹突細(xì)胞在其中起著重要作用，即將抗原內(nèi)化，再加工和呈遞給原始T淋巴細(xì)胞并誘導(dǎo)其增殖和分化為效應(yīng)細(xì)胞(圖5)，導(dǎo)致抗原特異性靶細(xì)胞的選擇性殺傷［21］，同時(shí)，IFN-γ/IL-2和IL-10/IL-13細(xì)胞因子的產(chǎn)生可證實(shí)鐵蛋白納米疫苗會(huì)增強(qiáng)機(jī)體的免疫反應(yīng)。基于樹突細(xì)胞的鐵蛋白納米顆粒疫苗的開發(fā)已成為體內(nèi)直接抗原特異性適應(yīng)性免疫的非常有前景的一種方法。圖5攜帶OT肽的鐵蛋白蛋白籠納米顆粒誘導(dǎo)的抗原特異性T細(xì)胞增殖和隨后的免疫應(yīng)答［34］Fig．5FerroproteinproteincagenanoparticlescarryingOTpeptideinducedantigen-specificTcellproliferationandsubsequentimmuneresponse［34］．4展望自組裝蛋白廣泛存在于機(jī)體中，與其他自組裝蛋白相比，自組裝鐵蛋白具有獨(dú)特的解聚與重組方式，可耐受高熱和高濃度變性劑，同時(shí)其獨(dú)特的高級(jí)空間結(jié)構(gòu)也便于進(jìn)行基因定向修飾，可在一定程度上對(duì)修飾過程實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。通過生物手段與化學(xué)方法相結(jié)合的修飾方法，如在鐵蛋白表面共價(jià)連接各類大分子，可實(shí)現(xiàn)特異性修飾特定位點(diǎn)，還可賦予鐵蛋白更多新的性能，鐵蛋白的應(yīng)用范圍也被拓寬;而通過將標(biāo)記蛋白與鐵蛋白亞基融合表達(dá)，使融合蛋白有序的展示在鐵蛋白外殼的外表面，可?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]熱誘導(dǎo)白蛋白與殼聚糖在溶液中的自組裝[J]. 何乃普,潘素娟,王榮民.  高分子學(xué)報(bào). 2016(01)
[3]用鐵蛋白合成納米粒子的研究進(jìn)展[J]. 胡有生,鄒國(guó)林.  氨基酸和生物資源. 2003(03)

碩士論文
[1]多孔絲素蛋白顆粒的制備及其作為阿霉素藥物載體的研究[D]. 雷容.浙江理工大學(xué) 2018
[2]絲素蛋白取向凝膠/羥基磷灰石復(fù)合支架的設(shè)計(jì)及對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨性能的調(diào)控研究[D]. 吳蕾.蘇州大學(xué) 2017
[3]基于鐵蛋白的納米結(jié)構(gòu)可控自組裝與功能化[D]. 張婷婷.河南大學(xué) 2016
[4]基于納米技術(shù)的免疫傳感器在生物標(biāo)志物檢測(cè)中的應(yīng)用[D]. 劉碧榮.華中師范大學(xué) 2014



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