基于流感M2胞外域和/或血凝素茎部的树突状细胞靶向疫苗的开发与表征

Development and characterization of influenza M2 ectodomain and/or hemagglutinin stalk-based dendritic cell-targeting vaccines.

作者信息Titus Abiola Olukitibi, Zhujun Ao, Hiva Azizi, Mona Mahmoudi, Kevin Coombs, Darwyn Kobasa, Gary Kobinger, Xiaojian Yao
PMID36003947
发布时间2022-08-08
DOI10.3389/fmicb.2022.937192

实验完整度

包含体外细胞模型、小鼠免疫模型、病毒攻毒保护实验,并检测了体液和细胞免疫反应,进行了功能验证和机制探索。

主要模型

小鼠模型(BALB/c) 细胞模型(293T、Vero E6、MDCK) 人单核细胞来源的树突状细胞和巨噬细胞

重点核对

疫苗构建:EΔM-tM2e和EΔM-HM2e融合蛋白的表达和包装 细胞靶向:EΔM融合蛋白对DC和巨噬细胞的靶向和进入能力 免疫原性:小鼠血清中抗M2e和抗HA抗体的产生 攻毒保护:小鼠对H1N1和H3N2流感病毒攻击的存活率

摘要

A universal influenza vaccine is required for broad protection against influenza infection. Here, we revealed the efficacy of novel influenza vaccine candidates based on Ebola glycoprotein dendritic cell (DC)-targeting domain (EΔM) fusion protein technology. The four copies of ectodomain matrix protein of influenza (tM2e) or M2e hemagglutinin stalk (HA stalk) peptides (HM2e) were fused with EΔM to generate EΔM-tM2e or EΔM-HM2e, respectively. We demonstrated that EΔM-HM2e- or EΔM-tM2e-pseudotyped viral particles can efficiently target DC/macrophages in vitro and induced significantly high titers of anti-HA and/or anti-M2e antibodies in mice. Significantly, the recombinant vesicular stomatitis virus (rVSV)-EΔM-tM2e and rVSV-EΔM-HM2e vaccines mediated rapid and potent induction of M2 or/and HA antibodies in mice sera and mucosa. Importantly, vaccination of rVSV-EΔM-tM2e or rVSV-EΔM-HM2e protected mice from influenza H1N1 and H3N2 challenges. Taken together, our study suggests that rVSV-EΔM-tM2e and rVSV-EΔM-HM2e are promising candidates that may lead to the development of a universal vaccine against different influenza strains.

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
开发一种能诱导广泛免疫反应并保护免受不同流感病毒株感染的通用流感疫苗。
核心机制
EΔM融合蛋白通过靶向DC和巨噬细胞,增强M2e和HA抗原的免疫原性,诱导强烈的体液和细胞免疫反应。
主要证据
EΔM-tM2e和EΔM-HM2e疫苗在小鼠中诱导了高滴度的抗M2e和抗HA抗体,并保护小鼠免受H1N1和H3N2流感病毒的攻击。
研究意义
研究表明rVSV-EΔM-tM2e和rVSV-EΔM-HM2e是开发通用流感疫苗的候选者。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建和表达EΔM-tM2e和EΔM-HM2e融合蛋白

验证融合蛋白的正确表达和包装

通过分子克隆和共转染293T细胞,利用Western blot检测融合蛋白的表达和包装。

2

评估EΔM-tM2e和EΔM-HM2e假病毒颗粒的细胞靶向能力

验证EΔM融合蛋白对DC和巨噬细胞的靶向能力

将EΔM-tM2e和EΔM-HM2e假病毒颗粒感染人MDMs和MDDCs,通过Gaussia荧光素酶活性检测细胞进入。

3

用EΔM-tM2e和EΔM-HM2e-VLP免疫小鼠

评估疫苗候选物的免疫原性

通过皮下注射免疫BALB/c小鼠,检测血清中抗M2e和抗HA抗体水平。

4

构建和表征rVSV-EΔM-tM2e和rVSV-EΔM-HM2e

构建基于rVSV的疫苗载体并评估其复制能力

通过反向遗传学拯救rVSV-EΔM-tM2e和rVSV-EΔM-HM2e,在Vero E6细胞中评估病毒复制和蛋白表达。

5

评估rVSV-EΔM-tM2e和rVSV-EΔM-HM2e免疫小鼠的免疫反应

评估疫苗候选物在小鼠中的体液和细胞免疫反应

通过肌肉注射免疫BALB/c小鼠,检测血清和鼻洗液中的抗体水平,以及脾细胞产生的细胞因子。

6

评估rVSV-EΔM-tM2e和rVSV-EΔM-HM2e对流感病毒攻击的保护效果

评估疫苗候选物对流感病毒攻击的保护作用

对免疫小鼠进行H1N1或H3N2流感病毒攻击,监测体重和存活率。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基----
胎牛血清----
Ficoll分离液Axis-Shield--
巨噬细胞集落刺激因子R&D system--
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子R&D system--
白细胞介素-4R&D system--
M2e单克隆抗体Santa Cruz Biotechnology14C2: sc-32238
HA多克隆抗体Alpha DiagnosticHA2H012-A
人M2e肽GenScriptRP20206
禽流感H7N9 M2e肽GenScript--
猪流感H1N1 M2e肽GenScript--
HA肽Shanghai Royobiotech19CL00157
H1N1重组HASino Biological11684-V08H
H3N2重组HASino Biological40494-V08B
H5N1重组HASino Biological40160-V08B1
HIV p24酶联免疫吸附测定试剂盒----
GAR-1试剂Targeting Systems--
发光检测仪Promega--
NUNC Maxisorp酶标板Thermo Scientific--
MSD V-plex小鼠细胞因子试剂盒Meso Scale Discovery--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
疫苗构建
EΔM-tM2e和EΔM-HM2e融合蛋白的基因序列和载体构建方法
阅读提示:Materials and methods - Plasmid construction
细胞培养与分化
人单核细胞来源的巨噬细胞和树突状细胞的分化方法
阅读提示:Materials and methods - Cells, viruses, antibodies, and chemicals
病毒生产
假病毒颗粒和rVSV的生产和纯化条件
阅读提示:Materials and methods - Production and characterization of pseudotyped viral particle or recombinant vesicular stomatitis virus containing EΔM-tM2e and EΔM-HM2e
免疫方案
小鼠免疫剂量、途径、时间点和加强免疫方案
阅读提示:Materials and methods - Mice immunization experiments
攻毒保护
流感病毒攻击的株型、剂量和途径
阅读提示:Materials and methods - Mice immunization experiments