中圖分類號(hào):Q819 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19907/j.0490-6756.250019
Construction of an IL-10 delivery platform based on Norovirus-like particles and the SpyCatcher/SpyTag system
BAI Jing,MA Yan-Bing (Institute of Medical Biology,Chinese Academy of Medical Sciences/Beijing Union Medical Colge, Kunming ,China)
Abstract: IL-1O was an immunomodulatory cytokine with dual functions that plays a crucial role in tumor immunity. In this study,a delivery platform for IL-1O based on norovirus-like particles(NoV-VLP) and SpyCatcher/SpyTag system was developmented,and its anti-tumor eficacy was evaluated.The results showed that VLP-IL1O significantly suppressed tumor growth and enhanced IFN- γ response in a mouse tumor model,showing superior antitumor activity compared with free IL-1O.In vio imaging further confirmed that VLP-IL10O had enhanced lymph nodes targeting and retention capabilities relative to free IL-1O.Through the analysis of dendritic cells in lymph nodes,it was found that VLP-IL1O could better activate the maturation of dendriticcells compared with free IL-1O,and betterachieve theactivationof effector Tcells,thereby facilitating tumors immunotherapy.To address the technical bottleneck of the low expression eficiency of the SpytagIL10 fusion protein,a Trigger Factor(TF) tag was introduced,which markedly improved IL-1O expression level. Overall,the stabilityand targeting of IL-1O delivery was improved by this platform,demonstrating the potential application of virus-like particle-based IL-1O delivery in tumor immunotherapy. Keywords: IL-1O; VLP; SpyCatcher/SpyTag; Tumor immunotherapy; Cytokine delivery
1引言
IL-10是一種具有免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞因子,其在腫瘤免疫中的作用具有雙重性[1].一方面,IL-10通過抑制促炎因子的產(chǎn)生和抗原提呈細(xì)胞的功能,導(dǎo)致免疫抑制狀態(tài),促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸和生長(zhǎng)2.另一方面,IL-1O也顯示出免疫刺激作用,能夠增強(qiáng) CD8+T 細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的活性,促進(jìn)抗腫瘤免疫反應(yīng)[24].近年來,研究人員嘗試?yán)肐L-1O的免疫調(diào)節(jié)特性開發(fā)新的腫瘤治療策略.例如,通過基因工程改造,設(shè)計(jì)表達(dá)IL-1O的嵌合抗原受體T細(xì)胞(CAR-T細(xì)胞),以增強(qiáng)其在腫瘤微環(huán)境中的功能.這些IL-1O表達(dá)的CAR-T細(xì)胞在多種腫瘤模型中顯示出增強(qiáng)的抗腫瘤活性,提供持久的抗腫瘤免疫力5.同時(shí)在某些情況下,低水平的IL-10有助于維持免疫穩(wěn)態(tài),防止過度炎癥對(duì)機(jī)體的損傷.更值得關(guān)注的是,IL-10的免疫調(diào)節(jié)特性已成為腫瘤免疫治療的新切入點(diǎn)[6.通過基因工程改造,科學(xué)家成功開發(fā)出具有免疫激活功能的IL-10突變體[47],這些突變體能夠增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng),展現(xiàn)出作為腫瘤治療手段的潛力.但是由于單獨(dú)的IL-10分子在體內(nèi)半衰期短,沒有良好的靶向性,探索一個(gè)良好的IL-10細(xì)胞因子的遞送平臺(tái)具有一定的意義.
牛津大學(xué)的MarkHowarth團(tuán)隊(duì)在2012年的PNAS上發(fā)表了一種新型的體外共價(jià)鍵組裝方法,被稱為SpyCatcher/SpyTag系統(tǒng)[8].SpyCatcher和SpyTag之間通過側(cè)鏈氨基形成共價(jià)異肽鍵,從而實(shí)現(xiàn)分子間的穩(wěn)定連接.研究表明,SpyCatcher/SpyTag系統(tǒng)是一種經(jīng)過驗(yàn)證的高效平臺(tái),利用分子間共價(jià)鍵實(shí)現(xiàn)抗原或靶向分子的遞送[8-10].病毒樣顆粒(VLP)因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的安全性,已被證明是癌癥疫苗開發(fā)的理想平臺(tái).在癌癥疫苗設(shè)計(jì)中,高效呈遞腫瘤相關(guān)抗原至關(guān)重要,而VLP憑借其高靶向性和穩(wěn)定性,在抗原遞送方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)[11-13].VLP這種結(jié)構(gòu)不僅保留了與傳染性病毒相似的抗原特性,還因不含病毒核酸而完全無傳染性[14],目前諾如病毒樣顆粒結(jié)合SpyCatcher/SpyTag系統(tǒng)呈遞細(xì)胞因子的研究還暫未有人報(bào)道.
本研究利用諾如病毒樣顆粒(NoV-VLP)作為細(xì)胞因子的遞送平臺(tái),結(jié)合SpyCatcher/SpyTag系統(tǒng),探究IL-1O的高效、穩(wěn)定遞送.該研究將為細(xì)胞因子療法提供新思路,展現(xiàn)IL-10在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用潛力.
2 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1質(zhì)粒pThioHisA質(zhì)粒,購(gòu)買于Invitrogen公司;pColdTMTF質(zhì)粒,購(gòu)買于Takara公司;pThioHisA-4S-Spycatcher 質(zhì) 粒:簡(jiǎn)稱Nov-S-catcher,由本實(shí)驗(yàn)室先前構(gòu)建,是將諾如病毒的S蛋白融合SpyCatcher以NdeI和EcoRI雙酶切插入pThioHisA表達(dá)載體.
2.1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物SPF級(jí)6~8wk的雌性C57BL/6小鼠(北京斯貝福),動(dòng)物許可證編號(hào):SCXK(京)K2024-0001.實(shí)驗(yàn)程序均經(jīng)過醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所(IMBCAMS)動(dòng)物使用和倫理委員會(huì)授權(quán),倫理備案號(hào)為(DWSP202107010).
2.1.3細(xì)胞小鼠TC-1細(xì)胞,保存于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤細(xì)胞庫(kù).
2.1.4主要試劑質(zhì)粒提取試劑盒、膠回收試劑盒購(gòu)于北京天根生華科技有限公司;蛋白濃度測(cè)定試劑盒購(gòu)于碧云天生物技術(shù)有限公司;感受態(tài)、PCR引物、序列合成及測(cè)序均由上海生工生物工程股份有限公司合成測(cè)定;胎牛血清(FBS)1640培養(yǎng)基、胰酶均購(gòu)于美國(guó)Gibco公司;IL-1O一抗購(gòu)于英國(guó)Abcam公司;二抗購(gòu)于成都正能公司;小鼠IFN- ?γ 的ELISPOT檢測(cè)試劑盒購(gòu)于瑞典Mabtech公司.
2.2方法
2.2.1 重組IL-1O質(zhì)粒的構(gòu)建 合成IL-1O蛋白、連接臂及SpyTag的編碼基因.本研究選用的連接臂(Linker)氨基酸序列為:GGGGS或GSGSG.G(Gly)為甘氨酸,S為(Ser)絲氨酸.為了進(jìn)行鎳柱純化,在末端添加6個(gè)組氨酸(HHHHHH)標(biāo)簽.設(shè)計(jì)引物用PCR從載體上克隆出目的片段基因和載體,通過同源重組將自的片段與載體進(jìn)行重組.將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入DH5α感受態(tài)細(xì)胞中進(jìn)行轉(zhuǎn)化.2.2.2誘導(dǎo)表達(dá)及純化目的蛋白將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至BL21(DE3)感受態(tài)細(xì)胞,接種于含氨芐青霉素的LB平板上,篩選單克隆.將測(cè)序正確的單克隆菌株進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),在 37°C.220r/min 條件下培養(yǎng).當(dāng) OD600 達(dá)到 0.5~0.6 時(shí),加入適量的異丙基 β -D-1-硫代半乳糖苷(IPTG),并在恒溫?fù)u床上于特定溫度下過夜誘導(dǎo)蛋白表達(dá).誘導(dǎo)表達(dá)結(jié)束后,收集菌液,并在 4000r/min 下離心 10min ,收集細(xì)菌沉淀.用冰冷的PBS重懸細(xì)菌沉淀,然后進(jìn)行超聲破碎.收集上清液,并用 0.45μm 濾器過濾得到純凈的蛋白上清液.使用NiSepharose6FastFlow填料對(duì)蛋白上清液進(jìn)行鎳親和層析純化,并通過梯度洗脫(使用 0.01mmol/L PBS, 500mmol/L 氯化鈉, 500mmol/L 咪唑, pH6.8 的洗脫緩沖液)洗脫目標(biāo)蛋白.通過鎳柱純化后的目標(biāo)蛋白,使用PBS進(jìn)行透析,去除背景溶液,最終獲得純化后的目標(biāo)蛋白.為純化得到組裝成病毒樣顆粒的VLP-catcher,使用Sepharose6FastFlow填料進(jìn)行凝膠過濾層析(使用 50mmol/L Tris, 200mmol/L 氯化鈉 ,pH7.6 的組裝緩沖液),獲得均一的病毒樣顆粒,即帶有SpyCatcher的諾如病毒樣顆粒(VLP-catcher).
2.2.3純化后蛋白及VLP的相關(guān)鑒定及驗(yàn)證使用 12% 的免染SDS-PAGE蛋白凝膠分離蛋白樣品,用ImageLab拍照記錄目的條帶的圖片.再將凝膠印跡到PVDF膜上,一抗采用小鼠抗IL-10的單克隆抗體(1:100O),二抗采用HRP標(biāo)記的抗小鼠IgG抗體(1:5OOO).WesternBlotting(WB)檢測(cè):采用標(biāo)準(zhǔn)化的流程和方法,最后用ECL顯影蛋白條帶.使用透射電子顯微鏡觀察VLP-catcher病毒樣顆粒的形態(tài).
2.2.4荷瘤小鼠模型的構(gòu)建將 1×105 個(gè)/100μL的TC-1細(xì)胞對(duì)小鼠右側(cè)進(jìn)行皮下接種,并隨機(jī)將小鼠平均分為3組,待腫瘤體積至 30~50mm3 時(shí)進(jìn)行干預(yù).皮下注射VLP-IL1O(VLP-catcher為20μg ,TF-Spytag-IL10為 10μg 到小鼠體內(nèi),同時(shí)分別以注射PBS和IL-1O作為對(duì)照組,每隔1wk注射1次,共進(jìn)行3次注射.監(jiān)測(cè)小鼠腫瘤生長(zhǎng),每隔1d測(cè)量小鼠腫瘤體積,體積計(jì)算公式為:腫瘤體積 (mm3)= 長(zhǎng) x (寬) 2×0.5 于第31d麻醉后處死小鼠,收集腫瘤樣本以進(jìn)行進(jìn)一步分析.
2.2.5酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)檢測(cè)(ELISPOT)提取腫瘤浸潤(rùn)的淋巴細(xì)胞.按照標(biāo)準(zhǔn)的ELISPOT檢測(cè)試劑盒中的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并拍照記錄分析,實(shí)驗(yàn)中用的刺激肽為 E749-57
2.2.6流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)樹突狀細(xì)胞成熟的標(biāo)記分離得到小鼠淋巴結(jié)中的細(xì)胞對(duì)不同的細(xì)胞標(biāo)志物分別進(jìn)行流式抗體染色.細(xì)胞表面分子染色步驟參考Biolegend官網(wǎng),最后進(jìn)行流式細(xì)胞分群的上機(jī)分析.
2.2.7統(tǒng)計(jì)分析使用GraphPadPrismlO.O軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析.誤差線表示平均值士標(biāo)準(zhǔn)差(SD).腫瘤生長(zhǎng)曲線使用Two-wayANOVA進(jìn)行分析;多組比較使用One-wayANOVA進(jìn)行分析; ns 表示無顯著性差異; *Plt;0.05 **Plt;0.01 :***Plt;0.001 ****Plt;0.0001
3 結(jié)果與分析
3.1Spytag-IL10與Trx-Spytag-IL10重組質(zhì)粒 的構(gòu)建及表達(dá)
通過同源重組將Spytag-IL1O融合蛋白構(gòu)建在載體pThioHisA上(圖1a),通過同源重組將Trx-Spytag-IL1O融合蛋白構(gòu)建在載體pThioHisA上(圖1b).將構(gòu)建好的重組質(zhì)粒通過生工測(cè)序后,用1mmol/L 的異丙基 β -D-1-硫代半乳糖苷(IPTG),在恒溫?fù)u床上 30°C 誘導(dǎo)蛋白表達(dá) 16h ,發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)后IL-10融合蛋白的表達(dá)量并沒有明顯提高,并且還不足以達(dá)到純化的標(biāo)準(zhǔn)(圖1c).
3.2TF-Spytag-IL10重組質(zhì)粒的構(gòu)建及表達(dá)純化
通過同源重組將Spytag-ILO融合蛋白構(gòu)建在載體pColdTMTF上,載體為低溫表達(dá)載體,并同時(shí)帶有促溶標(biāo)簽TriggerFactor(TF).將構(gòu)建好的重組質(zhì)粒通過生工測(cè)序后,用 0.5mmol/L 的異丙基 β -D-1-硫代半乳糖苷(IPTG),在恒溫?fù)u床上16°C 誘導(dǎo)蛋白表達(dá) 16h .SDS-PAGE結(jié)果顯示(圖2a),TF-Spytag-IL1O有很好的表達(dá)效果,說明加入TF標(biāo)簽后對(duì)于融合蛋白Spytag-IL10的表達(dá)量有明顯的提高.將誘導(dǎo)后的菌體進(jìn)行重懸破碎,發(fā)現(xiàn)TF-Spytag-IL1O融合蛋白主要表達(dá)在于上清中(圖2a).通過鎳柱梯度洗脫,純化得到TF-SpytagIL10融合蛋白(圖2b),純化得到的融合蛋白純度在90% 以上,濃度經(jīng)Braforad測(cè)定為 3~5mg/mL
3.3VLP-catcher的純化及與TF-Spytag-IL10共 孵育
VLP-catcher(Nov-S-catcher)的質(zhì)粒由科室前期構(gòu)建,按照1mmol/L的IPTG,恒溫?fù)u床上 30°C 誘導(dǎo)蛋白表達(dá) 16h ,將誘導(dǎo)后的菌體進(jìn)行重懸破碎,通過鎳柱梯度洗脫及超濾濃縮,純化得到VLP-catcher(圖3a),純化得到的融合蛋白純度在(a)IPTG誘導(dǎo)TF-Spytag-IL10表達(dá)的結(jié)果(M:Proteinmarker;1:TF-Spytag-IL1O工程菌未加IPTG誘導(dǎo)的結(jié)果;2:TF-Spytag-IL10工程菌加IPTG誘導(dǎo)后的結(jié)果;3:TF-Spytag-IL10工程菌破碎后的上清;4:TF-Spytag-IL10工程菌破碎后的沉淀);(b)鎳柱梯度洗脫純化得到TF-Spytag-IL1O重組蛋白(M:Protein marker;1:TF-Spytag-IL1O工程菌未加IPTG誘導(dǎo)的結(jié)果;2:TF-Spytag-IL10工程菌加IPTG誘導(dǎo)后的結(jié)果;3:TF-Spytag-IL10工程菌破碎后的上清;4:TF-Spytag-IL10工程菌破碎后的沉淀;5:鎳柱純化的穿流液;6-12:鎳柱梯度洗脫純化得到的蛋白).
(a)重組質(zhì)粒Spytag-IL10構(gòu)建的示意圖;(b)重組質(zhì)粒Trx-Spytag-IL10構(gòu)建的示意圖;(c)IPTG誘導(dǎo)Spytag-IL1O和Trx-Spytag-IL10表達(dá)的結(jié)果(M:Protein marker;1:Spytag-IL1O工程菌未加IPTG誘導(dǎo)的結(jié)果;2:Spytag-IL10工程菌加IPTG誘導(dǎo)后的結(jié)果;3:Trx-Spytag-IL10工程菌未加IPTG誘導(dǎo)的結(jié)果;4:Trx-Spytag-IL10工程菌加IPTG誘導(dǎo)后的結(jié)果).
Fig.1Construction and expresson of Spytag-IL1O and Trx-Spytag-IL1O recombinant plasmids.
(a)SchematicdagramofrecombinantplasmidSpytag-ILOconstruct;(b)SchematicdiagramofrecombinantplasmidTrx-Spytag-Icon struction;(c)ResuofGduedexresioofSpyg-andT-Syag-:Proemarker;1:ResultsofSyta-ei neredacteriaioutIiductio;2ResultsofpytaegiedbcteraithIiductio;3Resultsorx-Spy gineredbacteriawithoutIPTGinduction;4:ResultsofTrx-Spytag-IL1OengineredbacteriawithITGResultsafterinduction).
(a)Resultsof1.Ommol/LITGinducedTF-Spyag-IL1Oexpression(M:Proteinmarker;1:ResultsofTF-Spyag-IL1Oengieingbac teriinducedwitoutIG;:ResultsofSytag-ngieerigbacteriinducedwithIG;3:SupeatantofTFSpyae neringbacterfrgetatioPreiiateofSpg-icteergmeatio);)ickeodi tiopurifiaaiSagombtproterotearkesulsfaingctucd withoutPG;lsoSpag-ecterucedit;pataofSpa-ec terfragmentatio;4preciiateofSpagneacteraferfrmetatio;5ickelolpuredpriplas teins obtainedby nickel column gradient elution purification).
85% 以上.再經(jīng)分子篩二次純化得到組裝成顆粒的VLP-catcher,得到的顆粒純度在 95% 以上(圖3b).通過透射電鏡拍攝,確認(rèn)純化后的VLP-catcher已經(jīng)組裝成顆粒形態(tài),大小約在 20~30nm ,結(jié)果如圖3c.將組裝成顆粒形態(tài)的Nov-S-catcher與TF-Spytag-IL10在 4°C 下孵育過夜,通過WB檢測(cè),確定TF-Spytag-IL1O被展示在VLP-catcher表面,結(jié)果如圖3d.但是通過孵育結(jié)果也可以發(fā)現(xiàn)并不是所有的TF-Spytag-IL1O都被展示在VLP-catcher表面,推測(cè)可能是因?yàn)門F促融標(biāo)簽的分子量過大,造成了一定的空間位阻效應(yīng),使得融合蛋白與病毒樣顆粒的結(jié)合效率大大降低.
(a)鎳柱梯度洗脫純化得到VLP-catcher(M:Protein marker;1:VLP-catcher工程菌未加IPTG誘導(dǎo)的結(jié)果;2:VLP-catcher工程菌加 IPTG誘導(dǎo)后的結(jié)果;3:VLP-catcher工程菌破碎后的上清;4:VLP-catcher工程菌破碎后的沉淀;5:鎳柱純化的穿流液;6~11:鎳柱梯度洗脫 純化得到的蛋白;12:超濾濃縮下層濾液;13:超濾濃縮得到的VLP-catcher);(b)分子篩純化得到VLP-catcher(1\~12:均為分子篩純化連續(xù) 收集到的蛋白樣品);(c)電鏡觀察純化后得到的VLP-catcher;(d)VLP-catcher和TF-Spytag-IL1O共孵育后,TF-Spytag-IL10被呈遞在 VLP-catcher表面,左為WB結(jié)果,右為SDS-PAGE結(jié)果(1:VLP-catcher和TF-Spytag-IL10共孵育后的結(jié)果;2:VLP-catcher未加TF-SpytagIL10的對(duì)照).
(a)VLP-catcherwasobtaiedbypurificationwithgradientelutiononanickelcolumn(M:Proteinmarker;l:resultsofVLP-catcherengi neringbacteriaiotGuctio;2esultsfcatchgineiacteritIGductioupeatantofVca ginerigbacteriftecushg;4Vcatcratchreginedacteriafecushg;5oufoolutioofcelfi tion;6\~1l:rotedbcelogadtpuatio;ulrafiratoceflatea obtainedyulrafitratioconetratio);)atchasoaidpuriioitoleulasieallfaroe tivelylletedrotepesyoleaeurifi))Eomosoeatoabdf; (d)Aftercoubatioofachenytag-FSpyg-aspreseedohatcersufaceleftistesult rightistheSD-PAGEresult(1:VP-catcherand-Spytag-10afterc-icubation;2:ontrolofV-catcherwithoutT-Sptag-).
3.4VLP-IL10有較強(qiáng)的腫瘤殺傷能力
為了評(píng)價(jià)VLP-IL1O的抗腫瘤效果,將TC-1腫瘤細(xì)胞接種于C57BL/6雌鼠右側(cè)進(jìn)行皮下接種,構(gòu)建荷瘤小鼠模型.每7d皮下注射1次VLP-IL10,共3次,監(jiān)測(cè)腫瘤的生長(zhǎng)情況(圖4a).對(duì)照組分別為PBS和單獨(dú)IL1O,腫瘤生長(zhǎng)曲線顯示,病毒樣顆粒呈遞的IL1O比游離的IL1O有更好地抑制腫瘤生長(zhǎng)的能力.在第31d收集并稱取腫瘤塊的重量(圖4b)進(jìn)行分析也支持上述結(jié)果.分離得到腫瘤塊中的淋巴細(xì)胞,通過ELISPOT檢測(cè)到,病毒樣顆粒呈遞的IL1O組表達(dá)IFN-γ的應(yīng)答要強(qiáng)于IL10組和PBS組(圖4c).證明了VLP-IL10有較強(qiáng)的抑制腫瘤生長(zhǎng)和腫瘤殺傷的能力.
3.5VLP-IL10可以靶向淋巴結(jié)并激活樹突狀細(xì)胞的成熟
淋巴結(jié)(LNs)是免疫系統(tǒng)的基本組織,在腫瘤免疫中許多關(guān)鍵步驟都是在其中進(jìn)行的,實(shí)體瘤中高度免疫抑制的微環(huán)境(TME)可能會(huì)嚴(yán)重阻礙激活LNs內(nèi)抗腫瘤免疫.在TME中,樹突狀細(xì)胞(DC)等APC通常表現(xiàn)出未成熟的表型.因此,效應(yīng)T細(xì)胞在實(shí)體瘤中往往存在活化不足以及募集不良的問題.病毒樣顆粒因其納米結(jié)構(gòu)可以很好地靶向LNs并激活樹突狀細(xì)胞,為了探究VLP-IL1O抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用機(jī)制,我們對(duì)TC-1荷瘤小鼠模型進(jìn)行了靶向LNs及激活DC的實(shí)驗(yàn).對(duì)荷瘤小鼠用CY7-SE染料分別對(duì)IL-1O及VLP-IL10進(jìn)行標(biāo)記后進(jìn)行皮下給藥,分別在給藥 24h和48h后取小鼠LNs進(jìn)行熒光拍照.結(jié)果顯示,病毒樣顆粒呈遞的IL1O比游離的IL1O有更好地靶向LNs及駐留的能力(圖5a),在 48h 后仍可以觀察到駐留的結(jié)果.同時(shí),我們對(duì) 48h 后分離得到的LNs進(jìn)行流式分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),VLP-IL1O組可以更好地激活DC的成熟(圖5b),以達(dá)到啟動(dòng)效應(yīng)T細(xì)胞,最終實(shí)現(xiàn)腫瘤免疫的激活.
(a)各組腫瘤生長(zhǎng)曲線 (n=3) ;(b)各組腫瘤的重量統(tǒng)計(jì) (n=3. ;(c)抗原肽刺激 36h 后,腫瘤組織中的淋巴細(xì)胞分泌的 IFN-γ 通過ELISPOT檢測(cè)并定量 (n=3) .誤差線代表平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差(SD).腫瘤生長(zhǎng)曲線使用Two-wayANOVA進(jìn)行分析;多組組間比較使用one-way ANOVA進(jìn)行分析; ns ,不顯著; *Plt;0.05 **Plt;0.01 ***Plt;0.001 ****Plt;0.0001
(a)Tumor growth curves of each group (n=3) ;(b)Weight statistics of tumors ineach group (n=3) ;(c)After 36hof antigenpeptide stimulation,IFN- γ secreted by lymphocytesin tumor tissueswasdetected and quantified by ELISPOT n=3 .Theerror line represents the mean ± standard deviation(SD).Tumor growthcurves wereanalyzedbyTwo-wayANOVA;multi-groupcomparisons wereanalyzed byoneway ANOVA; ns ,not significant; *Plt;0.05 **Plt;0.01 ***Plt;0.001 ****Plt;0.0001
4討論
IL-10因其在腫瘤免疫中的作用具有雙重性,一直以來是研究的熱點(diǎn).本研究利用諾如病毒樣顆粒(NoV-VLP)作為遞送平臺(tái),通過SpyCatcher/SpyTag系統(tǒng)高效呈遞IL-1O,探索其在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用潛力.SpyCatcher/SpyTag系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了IL-10與VLP的穩(wěn)定共價(jià)連接,有效提升了IL-10的穩(wěn)定性和遞送效率,解決了傳統(tǒng)細(xì)胞因子在靶向性和穩(wěn)定性方面的局限.
針對(duì)IL-1O與SpyTag融合后表達(dá)效率較低的技術(shù)瓶頸,本研究系統(tǒng)評(píng)估了不同促溶標(biāo)簽Trx和標(biāo)簽TF(TriggerFactor)的作用,發(fā)現(xiàn)TF標(biāo)簽顯著提高了SpyTag-IL1O的表達(dá)水平和可溶性.TF作為分子伴侶標(biāo)簽,通過減少錯(cuò)誤折疊和蛋白聚集,優(yōu)化了IL-1O的折疊過程,增強(qiáng)了融合蛋白的穩(wěn)定性.這一結(jié)果與既往文獻(xiàn)報(bào)道一致,進(jìn)一步驗(yàn)證了TF標(biāo)簽在復(fù)雜融合蛋白表達(dá)中的普適性和優(yōu)勢(shì)[15-17].此外,實(shí)驗(yàn)表明,低溫表達(dá)( 16°C) 進(jìn)一步提升了TF-SpyTag-IL1O的溶解性和純化效率,表明降低表達(dá)溫度能夠有效緩解蛋白聚集問題[18.19],為高效生產(chǎn)功能性細(xì)胞因子提供了新的思路.在抗腫瘤實(shí)驗(yàn)中,VLP-IL1O顯著抑制了腫瘤生長(zhǎng),相比游離IL-1O表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗腫瘤活性和IFN-γ應(yīng)答.這一結(jié)果表明,通過VLP遞送IL-10能夠顯著改善細(xì)胞因子的穩(wěn)定性和遞送效率,并在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮更強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)作用.值得注意的是,這一策略不僅提升了IL-10的生物活性,也進(jìn)一步驗(yàn)證了IL-1O在腫瘤免疫治療中的潛在價(jià)值.同時(shí)通過皮下注射熒光染料標(biāo)記的VLP-IL10和游離IL-1O,發(fā)現(xiàn)病毒樣顆粒呈遞的IL-10
(a)活體成像分別拍攝皮下給藥 24h( 左)和48h(右)后小鼠腋窩淋巴結(jié)和腹股溝淋巴結(jié)不同疫苗的靶向及駐留情況;(b)取給藥后小鼠的淋巴結(jié)進(jìn)行流式分析,檢測(cè)多種DC成熟指標(biāo) (n=3) .誤差線代表平均值士標(biāo)準(zhǔn)差(SD).流式結(jié)果比較使用one-wayANOVA進(jìn)行分析;ns ,不顯著; *Plt;0.05 **Plt;0.01 ***Plt;0.001
(a)Invioimagingaspefoedtoapturetetargeingandresidencofdiferentvaccnesinxllaylyphodesandinguinallyph nodesof mice after subcutaneousadministration of the vaccines for 24h (left)and 48h (right),respectively;(b)Lymph nodes of mice afteradministrationof thevaccines were taken for flow-through analysis to detectavarietyofDC maturation indices( ?n=3) .Error linesrepresent mean ± standard deviation(SD).The error line represents the mean ± standard deviation(SD).Multi-group comparisons were analyzed by one-way ANOVA; ns ,not significant; *Plt;0.05 **Plt;0.01 ***Plt;0.001 :
可以更好地靶向并駐留在淋巴結(jié)中.流式細(xì)胞術(shù)分析給藥后淋巴結(jié)中DC,發(fā)現(xiàn)VLP-IL1O可以激活DC的成熟,從而更好地實(shí)現(xiàn)效應(yīng)T細(xì)胞的活化,實(shí)現(xiàn)腫瘤的免疫治療.
自基于VLP的乙肝疫苗首次開發(fā)以來,該平臺(tái)的應(yīng)用不斷拓展,目前已有針對(duì)HPV和HEV等多種疾病的VLP疫苗成功上市.此外,VLP在癌癥疫苗開發(fā)中的研究也取得了重要突破[20],通過化學(xué)連接和基因重組融合等方式[21.22],可將異源腫瘤抗原高效引入VLP載體,進(jìn)一步增強(qiáng)了癌癥免疫治療的效果.通過該平臺(tái),IL-10得以精準(zhǔn)遞送至腫瘤部位,進(jìn)一步增強(qiáng)了遞送系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能性,展現(xiàn)了IL-1O在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用潛力,并為細(xì)胞因子療法與納米疫苗技術(shù)的結(jié)合提供了新思路.未來,這一遞送系統(tǒng)有望在腫瘤疫苗開發(fā)和多功能細(xì)胞因子治療中得到廣泛應(yīng)用,為解決腫瘤免疫治療中的遞送效率、抗原穩(wěn)定性及精準(zhǔn)性問題提供了重要啟示,同時(shí),該平臺(tái)還可進(jìn)一步拓展至其他治療性蛋白或抗原遞送領(lǐng)域,為生物醫(yī)學(xué)研究與臨床轉(zhuǎn)化提供更多可能性.
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(責(zé)任編輯:白林含)
四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2025年4期