武汉病毒所在寨卡病毒免疫原设计方面取得新进展

寨卡病毒(ZIKV)等黄病毒科病毒在全球广泛流行,引起较大危害,而目前尚无批准的特效药物和疫苗用于防治。ZIKV的囊膜蛋白(E蛋白)在病毒感染过程中发挥着重要作用,是一个理想的抗病毒靶标。在天然病毒粒子上,E蛋白以反向平行二聚体的形式存在。已有研究表明,靶向E蛋白天然二聚体空间构象的抗体具有相对广谱且高效的抗病毒活性,提示在体外获得E蛋白二聚体对于高效抗体筛选和疫苗研制具有重要意义。然而,直接表达野生E蛋白往往只能得到单体形式,如何设计能够模拟病毒表面天然二聚体构象的重组E蛋白作为免疫原是当前研究的热点和难点。

早前国外研究证明在ZIKVE蛋白中引入链间二硫键(ZEA264C)可促使二聚体形成。在病毒膜表面,E蛋白的二聚化作用主要由非共价相互作用介导,通过共价连接方式获得的E蛋白二聚体可能和天然E蛋白二聚体存在差异。

在此背景下,以及在前期对抗体Fc片段(结晶片段)研究(Zeng F, et al., J Biol Chem., 2018, 293(49):19127-19135)的基础上,中国科学院武汉病毒研究所的研究人员利用抗体Fc片段通过非共价相互作用二聚化的特性,将E蛋白和人抗体的Fc片段进行融合(ZE-Fc),以期望获得E蛋白二聚体。通过实验发现融合蛋白ZE-Fc以二聚体形式存在,其E蛋白部分可被已报道的针对二聚体空间构象的抗体很好地识别,证明E蛋白通过非共价作用形成了二聚体。小鼠免疫实验进一步验证了相比于野生型单体E蛋白,二聚化后的E蛋白(ZE-FcEA264C)能更好地诱导中和性抗体产生。该工作不仅为针对ZIKV E蛋白二聚体空间构象的抗体筛选及疫苗设计奠定了理论基础,且为开发针对其它黄病毒科病毒的疫苗和药物提供了重要参考。

相关研究成果以“Characterization of two engineered dimeric Zika virus envelope proteins as immunogens for neutralizing antibody selection and vaccine design”(鉴定两种工程化改造的寨卡病毒囊膜蛋白二聚体,以作为免疫原用于中和性抗体筛选和疫苗设计)为题发表在J Biol Chem(《生物化学杂志》)(Yang C, et al., J Biol Chem., 2019, 294(27):10638-10648)上,并申请了相关发明专利(申请号:201811613477.1)。博士研究生杨春鹏为该论文第一作者,龚睿研究员为通讯作者,张波研究员及其学科组成员对此项工作给予了大力支持。该研究得到了中科院“一带一路”新发突发病原研究支撑计划(153211KYSB20160001)等项目资助。

文章链接:http://www.jbc.org/content/294/27/10638.abstract

图示:寨卡病毒囊膜蛋白二聚体构建示意图

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