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陈国颂-江明课题组在原位糖脱保护引发囊泡形貌转变和免疫激活研究中取得重要进展

发布时间:2018-06-26 

       在糖化学中,糖的保护与脱保护是糖合成中最为常见的手段,被广泛用于复杂寡糖、含糖单体和相应的糖聚合物的合成制备。但是,长期以来糖相关的脱保护反应并未应用于自组装领域。而陈国颂-江明课题组在近期研究中注意到了糖分子在脱保护反应前后亲疏水性发生巨大转变,提出和实现了利用糖分子的脱保护反应来作为自组装(Deprotection-Induced glycopolymer Self-Assembly, DISA)的新驱动力,诱导含糖嵌段共聚物自组装 (Su L., et al. ACS Macro Lett. 2014, 3, 534-539.)。在有机溶剂THF中,糖的脱保护反应和糖聚合物自组装在溶液中先后发生,大大简化了组装过程。他们还进一步利用不同保护基脱除速率的差别,实现了对组装体形貌的动力学或热力学调控 (Wu X., et al. Macromolecules 2015, 48, 3705-3712.)。

       脱保护反应使得糖分子上的羟基得以暴露,在糖生物学中,细胞表面的糖分子参与了细胞粘附、细胞识别,细胞分化等多种生命过程。作为DISA研究的重要进展,最近他们构筑了含糖嵌段带有保护基的响应性聚合物囊泡,并研究了水相体系中脱保护反应引发的形貌转变和免疫激活,展示了脱保护反应在生物体系环境中的应用价值。该聚合物囊泡以PEG为壳,带有乙酰基保护的糖嵌段为囊泡壁。水溶液体系中囊泡的原位脱保护带来含糖嵌段亲疏水性的巨大转变,囊泡由此向胶束、复合胶束、片层等形貌转变。重要的是,他们发现脂肪酶可以代替化学试剂成功引发囊泡脱保护及形貌转变,该过程还伴随着所负载分子的有效释放。由此,由于细胞的溶酶体中含有大量脂酶,他们发现,当包载有抗原的糖聚合物囊泡被树突状细胞(DC)摄取后,在溶酶体自身脂酶的作用下,囊泡在溶酶体中实现了细胞内的酶促脱保护和形貌转变。这时,暴露的模型糖分子(半乳糖)和形貌转变过程中所释放的抗原蛋白质协同作用,促进了DC的成熟并显著提升了其对T细胞抗原提呈的效率,促进了T细胞的特异性激活,显示了其抗原递送和免疫佐剂的双重功能。该囊泡以具有良好生物相容性的PEG为壳,同时对糖的预保护避免了到达溶酶体前不必要的免疫激活。由于乙酰化是蛋白质的一种常见翻译后修饰,更加提升了该方法的生物相容性,使得这种新颖的响应性糖聚合物囊泡有望在免疫治疗中发挥作用。

       以上相关成果发表在J. Am. Chem. Soc.上,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室为第一单位,高分子科学系博士生齐文静为第一作者,陈国颂为通讯作者。上述研究得到了国家自然科学基金委的资助。  

详见原文:Wenjing Qi, Yufei Zhang, Jue Wang, Guoqing Tao, Libin Wu, Zdravko Kochovski, Hongjian Gao, Guosong Chen*, Ming Jiang, Deprotection-induced morphology transition and immuno-activation of glyco-vesicles: a strategy of smart delivery polymersomes

DOI: 10.1021/jacs.8b04731

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