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丝状噬菌体呈现颗粒的免疫特性和抗原递呈途径研究

万瑛  
【摘要】: 对于多细胞生物而言,高度有序的有机体时刻面对各种有害因子的侵袭,这种进化压力促使机体形成复杂有效的免疫系统。针对各种免疫原,免疫系统提供了灵活、动态的特异性反应机制。这些控制疾病的免疫机制包括:诱导免疫原特异性的中和性抗体,以及扩增、分化抗原特异性调节和效应T细胞。其中抗体可阻碍病毒感染、介导杀菌效应和中和细菌毒素,辅助性T细胞则通过生物活性分子导致炎症、刺激巨噬细胞吞噬和辅助细胞毒性T细胞(CTL)应答。然而,抗体和辅助性T细胞并不能清除肿瘤和病毒感染细胞,在这种情况下,细胞毒性T细胞成为机体主要防御机制,其通过穿孔素溶细胞效应和Fas配体介导异常细胞死亡。但不幸的是大多数传统疫苗形式并不能有效激发CTL应答,这已成为发展病毒感染疾病和肿瘤免疫治疗方案的主要障碍。 为诱导CTL应答,免疫学家尝试了大量疫苗策略。根据抗原递呈途径,这些CD8+T细胞疫苗可分为两类,一类是修饰后的细胞,这包括融合细胞疫苗、抗原负载的树突状细胞和表达共刺激分子的体细胞,这类疫苗可能不需专职APC递呈而直接诱导CTL应答,已经获得了令人鼓舞的数据,特别是肽负载树突状细胞,但是这类免疫策略需要离体培养细胞后重注回病人,此过程是昂贵、病人受限和十分繁琐的操作。另一类疫苗是构建的外源抗原疫苗,这包括灭活的病毒和细菌、嵌合病毒颗粒、颗粒蛋白、脂质体和ISCOM、多肽和裸DNA等,这类疫苗需专职APC递呈才能诱导CTL应答。虽然这些疫苗策略尚处于发展的早期,但已观察到将外源抗原吸附到颗粒可提高递呈效率1000-10000倍。 丝状噬菌体是一种直径为6nm长度为800-2000nm的不对称颗粒。自从George P Smith首次报道后,此呈现系统已成功表达大量外源蛋白。同时最近研究显示噬菌体呈现系统也是一个有效的抗原传送系统,能诱导高递度的抗体反应。本研究我们首次探讨重组噬菌体颗粒诱导CTL应答 的免疫特性。为此目的,首先编码乙肝病毒表面蛋白(HBS)28一39表位 的寡聚核昔酸克隆进噬菌粒载体pC89,大量制备重组的噬菌体颗粒后, 免疫BALB/c小鼠两次,5‘c:释放试验验证免疫小鼠对靶细胞的杀伤效 应。结果显示噬菌体呈现颗粒有效的激发了针对HBs28一39的细胞毒性T 细胞应答。 随后我们探讨噬菌体呈现颗粒的这种免疫特性在抗肿瘤免疫的应用。 通过分子克隆技术,在噬菌体表面呈现肿瘤相关抗原PIA的CTL表位 (PIA35_43,H一Zd)。皮下注射这种重组噬菌体颗粒,可预防Psls肿瘤 细胞致死数量的接种,而且这种疫苗还可抑制已建立肿瘤的生长。免疫这 种噬菌体重组颗粒激发了PIA35_;3特异性CTL应答,并诱导噬菌体颗粒 相关的Thl型细胞因子产生。我们的结果显示噬菌体呈现颗粒可成为一 种有效的CTL疫苗,从而用于发展肿瘤免疫治疗方案和预防病毒感染疾 病。 另一方面,作为一种非致病的不复制外源抗原,噬菌体呈现颗粒提供 了一个易于操作的模式抗原来描述外源抗原的递呈,近来一些实验证实在 生理状态下,MHCI类分子递呈外源抗原是活化CTL应答所必需的,但 在此递呈途径中,MHCI类分子一肤复合物形成的细节还知之甚少。为研 究专职APC中MHCI类分子一肤复合物形成的时相、部位和产量,我们 构建、制备呈现模式抗原OvA的cTL表位(ovA257_264,H一ZKb)的重 组噬菌体颗粒。使用MHCI类分子明太复合物抗体(25 .D 1 .16,抗 ovA257_264/Kb),共聚焦显微镜的结果显示胞内生成的MHcl类分子一肤 复合物位于MHCH类分子阳性的内体囊泡,而抑制试验证实复合物的产 生是由酸性蛋白酶所介导,故可推断噬菌体颗粒在内吞系统中降解递呈。 另外,我们吃惊的发现细胞内的MHCI类分子一肤复合物量远远高于胞膜 上复合物,这结果提示存在一种机制严格控制内吞系统的MHCI类分子- 肤复合物到细胞膜的转运,对此机制研究将可用于发展新的疫苗和佐剂。


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