利用Mi3纳米颗粒多价展示包膜蛋白结构域III诱导小鼠对致死性寨卡病毒感染的保护性免疫

Multivalent display of envelope protein domain III with Mi3 nanoparticles induces protective immunity against lethal Zika virus infection in mice.

作者信息Xikui Sun, Huadong Jiang, Wenqiang Yu, Nana Wang, Zhengfeng Li, Junnan Lu, Xiaolu Xie, Liqiang Feng
PMID41485580
期刊Virol Sin
发布时间2026-02
DOI10.1016/j.virs.2025.12.012

实验完整度

包含体外抗原表征、免疫原性评估、两种小鼠挑战模型及ADE检测等多个独立证据层级,且具有明确的功能验证。

主要模型

C57BL/6小鼠母体免疫-新生儿挑战模型 Ifnar1-/- C57BL/6成年小鼠模型 Vero细胞 K562细胞

重点核对

小鼠品系、年龄和性别 免疫剂量和佐剂 ZIKV攻击株和剂量 病毒载量检测方法 ADE检测条件

摘要

寨卡病毒(ZIKV)感染与先天性小头畸形等严重神经系统并发症相关,但目前尚无安全有效的疫苗。ZIKV疫苗开发中的一个关键挑战是交叉反应性、非中和或亚中和抗体,它们可能通过抗体依赖性增强(ADE)加剧登革病毒(DENV)感染。在此,我们报道了一种疫苗策略,利用Mi3纳米颗粒展示ZIKV的包膜(E)蛋白结构域III(EDIII),该策略在小鼠模型中诱导了对ZIKV感染的保护性免疫。与EDIII亚单位疫苗相比,Mi3-EDIII纳米颗粒疫苗诱导了显著更高的抗体反应和更强的细胞介导免疫反应。在C57BL/6小鼠中,母体免疫Mi3-EDIII可保护新生小鼠免受ZIKV引起的症状,包括体重下降、神经异常、脑发育迟缓和死亡。在干扰素-α/β受体敲除(Ifnar1-/-)C57BL/6小鼠中,Mi3-EDIII免疫可有效保护免受致死性ZIKV攻击。值得注意的是,与ZIKV恢复期血清不同,Mi3-EDIII免疫血清不会增强人慢性粒细胞白血病K562细胞中的DENV感染,表明未诱导易致ADE的抗体。我们的结果表明,Mi3-EDIII是一种有前景的抗ZIKV感染疫苗候选物,值得进一步开发。

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
能否利用Mi3纳米颗粒多价展示ZIKV EDIII,诱导保护性免疫并降低ADE风险?
核心机制
Mi3纳米颗粒的多价展示增强了EDIII的免疫原性,诱导更强烈的抗体和细胞免疫反应,同时避免诱导ADE易感抗体。
主要证据
在C57BL/6母体免疫模型中,Mi3-EDIII保护新生小鼠免受致死性ZIKV攻击;在Ifnar1-/-成年小鼠中,Mi3-EDIII提供完全保护;且免疫血清不增强DENV感染。
研究意义
Mi3-EDIII是一种有前景的ZIKV疫苗候选物,为蚊媒黄病毒疫苗设计提供了新思路。

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

Mi3-EDIII纳米颗粒的构建与表征

验证EDIII成功偶联至Mi3脚手架并保持抗原构象。

利用SpyCatcher/SpyTag体系将EDIII-ST偶联至SC-Mi3,通过SEC纯化,SDS-PAGE和TEM及DLS表征。

2

抗原性测定与结合动力学分析

评估Mi3-EDIII是否被中和抗体识别。

ELISA检测三种单抗与抗原的结合;BLI分析结合动力学和亲和力。

3

小鼠免疫原性评价

比较Mi3-EDIII与EDIII-ST诱导的体液和细胞免疫反应。

C57BL/6和Ifnar1-/-小鼠三次免疫,测定IgG和中和抗体效价,ELISpot检测IFN-γ和IL-4分泌细胞,流式分析GC B细胞。

4

母体免疫保护实验

评估母体免疫能否保护新生小鼠免受ZIKV感染。

免疫后雌鼠交配,新生鼠皮下攻毒,监测体重、存活、神经症状、脑病毒载量和病理。

5

成年小鼠攻毒保护实验

评估Mi3-EDIII对成年小鼠的保护效果。

免疫Ifnar1-/-小鼠后皮下攻毒,监测体重、存活和血清病毒载量。

6

ADE效应评估

检测免疫血清是否会增强异源DENV感染。

将免疫血清与ZIKV或DENV1-4孵育后加入K562细胞,48小时后流式检测感染率。

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
Mi3----
HisTrap HP 5毫升Cytiva--
Superose 6 Increase 10/300 GLCytiva--
Superdex 75 Increase 10/300 GLCytiva--
蛋白A琼脂糖柱Cytiva--
ZetaSizer Ultra分析仪Malvern--
Gator系统Gator Bio--
DMEM培养基Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清ExCell Bio--
青霉素-链霉素Corning--
SMM 293-TII表达培养基Sino Biological--
异丙基β-D-1-硫代半乳糖苷----
蛋白酶抑制剂Merck--
尿素----
L-精氨酸盐酸盐----
还原型谷胱甘肽----
氧化型谷胱甘肽----
甘油----
BCA测定----
Expi293F细胞Thermo Fisher Scientific--
pcDNA3.4载体----
HisTrap excel 5毫升Cytiva--
Amicon Ultra超滤装置Merck Millipore--
AddaVax佐剂InvivoGen--
辣根过氧化物酶偶联的山羊抗小鼠IgG抗体Beyotime--
辣根过氧化物酶偶联的山羊抗人IgG抗体Beyotime--
TMB底物Merck Millipore--
IFN-γ捕获抗体Mabtech--
IL-4捕获抗体Mabtech--
EDIII肽库Genscript--
生物素化检测抗体U-CyTech--
碱性磷酸酶偶联链霉亲和素U-CyTech--
NBT/BCIP底物Pierce--
Bioreader 4000BIOSYS--
CD45R抗体BD--
GL7抗体BD--
CD95抗体BD--
LSRFortessa流式细胞仪BD Biosciences--
FastPure病毒DNA/RNA小提试剂盒Vazyme--
HiScript II一步法qRT-PCR SYBR Green试剂盒Vazyme--
引物NS5-F/NS5-R----
BD Cytofix/Cytoperm固定/透化试剂盒BD Biosciences--
Alexa Fluor 647偶联的山羊抗人IgG抗体SouthernBiotech--
BD Accuri C6 Plus个人流式细胞仪BD Biosciences--
伊红溶液----
Pannoramic P250FLASH3DHISTECH--

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
免疫原制备
SC-Mi3与EDIII-ST偶联比率、温度和时间
阅读提示:Materials and methods, Production of Mi3-EDIII nanoparticle vaccine
小鼠免疫
小鼠品系、年龄、性别、免疫剂量、佐剂、注射途径和间隔
阅读提示:Materials and methods, Immunization
母体攻毒
攻毒病毒株、剂量、途径、监测时间和指标
阅读提示:Materials and methods, Challenge assays
成年攻毒
攻毒病毒株、剂量、途径、监测时间和指标
阅读提示:Materials and methods, Challenge assays
ADE检测
血清稀释范围、病毒株和感染复数、细胞系和孵育时间
阅读提示:Materials and methods, In vitro ADE assay