蛋白诱导多肽水凝胶的制备及其作为肿瘤疫苗佐剂的研究

Tumor immunotherapy is regarded as a new hope of curing tumors in humans. As an important part of tumor immunotherapy, tumor therapeutic vaccines play an anti-tumor role by activating the autoimmune system and inducing specific immune response. The construction of tumor vaccine requires the specific characterization of tumor antigens and adjuvants that effectively activate the immune system. However, the inactivation of antigens and the short retention time in vivo are important factors affecting the lasting effect of tumor vaccine. This project intends to use tumor protein antigens as stimulation factors to prepare hydrogel vaccines that are co-assembled with protein antigens and peptides by enhancing the hydrophobicity of peptides containing γ-glutamic acid (γE). Through the interaction and co-assembly of peptides with protein antigens, the biological structure of antigens can be protected and the binding force of peptides and antigens can be enhanced, so as to improve and regulate the release of antigens, enhance the stability and utilization of antigens, awaken the immune system while maintaining the activity of the immune system for a long time. Therefore, the therapeutic effect of tumor vaccine can be improved. The strategy of protein antigen-induced peptide self-assembly proposed in this study is applicable to prepare vaccines against various cancers and provide new ideas and methods for the research and development of tumor vaccine adjuvants.

肿瘤的免疫疗法被看做是人类治愈肿瘤的新希望，作为肿瘤免疫治疗的重要组成部分，肿瘤治疗性疫苗是通过激活自身免疫系统，诱导产生特异性的免疫反应而发挥抗肿瘤作用的。肿瘤疫苗的构建，需要特异性表征肿瘤的抗原和高效激活免疫系统的佐剂，然而抗原体内易失活和体内滞留时间短等问题是影响肿瘤疫苗发挥持久作用的重要因素。本项目拟利用肿瘤蛋白类抗原作为刺激因子，通过提高含γ谷氨酸（γE）多肽的疏水性，来制备蛋白抗原与多肽共组装的水凝胶肿瘤疫苗。通过多肽与蛋白抗原的相互作用和共组装，保护抗原的生物结构，提高多肽与抗原的结合力，以期改善和调控抗原的释放，增强抗原的稳定性和利用度，在唤醒免疫系统的同时长期维持免疫系统的活性，提高疫苗的治疗效果。该研究提出的蛋白抗原诱导多肽自组装策略，适用于制备针对各种癌症的疫苗，为肿瘤疫苗佐剂的研发提供了新的思路和方法。

近年来，新型纳米材料用于疫苗研发受到了广泛的关注。基于多肽的超分子水凝胶分子结构明确、生物相容性好、易于整合和展示抗原，用其作为佐剂可高效地激活免疫系统。抗原突释和抗原失活是影响纳米疫苗效果的重要问题。为此，本项目开发了多个多肽水凝胶疫苗递送体系，并对其抗肿瘤效果和疾病治疗作用进行评价研究。具体的内容包括：（1）开发了一种能与蛋白相互作用的多肽（蛋白伴侣），其可在结合蛋白后自发形成共组装纳米纤维。用这种超分子蛋白伴侣共组装系统进行疫苗递送可明显延长蛋白抗原滞留时间，阻止抗原的快速降解，促进体液免疫和抗肿瘤免疫反应；（2）研究了氟修饰的芳香肽的组装能力，并将其制备成超分子水凝胶，该水凝胶疫苗可高效地促进DC对抗原的摄取和抗原的溶酶体逃逸，促进Tfh增殖，进而高效地诱导GC B细胞反应；（3）探索了氨基酸电荷和手性对多肽的组装能力和佐剂效应的影响，发现了调整多肽中氨基酸的电性和手性，可以影响多肽的组装能力，进而影响组装肽对抗原的负载缓释能力和相应的免疫学调节作用；（4）发现了一种胰岛素抗原肽，其可自组装为水凝胶形成自递送疫苗（同时发挥抗原和佐剂作用），这种疫苗可通过对外周Treg细胞的促进作用和其重置系统免疫张力的能力来诱导免疫耐受，在1型糖尿病的预防中展示了较好的效果。本项目主要研究了不同基团（氨基酸）修饰的多肽的组装能力和疫苗递送能力的之间关系，探究其负载抗原的能力以及对免疫细胞的活化（抑制）作用，来获得高效定向激活免疫的多肽水凝胶纳米疫苗体系，这将为用于肿瘤或其他疾病的疫苗研发提供新的思路和方法。