扫描电镜图像

来源:©徐丽光等/施普林格Nature Limited 2022

手性纳米颗粒形成时的扫描电子显微镜图像

科学家发现,在小鼠体内,“左撇子”金纳米螺旋桨作为流感疫苗佐剂的效率是“右撇子”金纳米螺旋桨的1000多倍。这是第一次免疫反应被证明取决于纳米尺度的手性。

由于生物分子通常是手性的,它们通常与手性分子的每个对映异构体相互作用不同。但是纳米粒子比大多数分子都要大得多,所以还不清楚蛋白质是否能够区分对映体粒子。此外,手性纳米颗粒通常包含两种类型的手性:一种对应于手性配体,另一种对应于整个粒子的几何形状。

手性NPs与细胞AGPCR受体上egf样结构域的胞外手性链相互作用的图像

来源:©徐丽光等/施普林格Nature Limited 2022

一种手性纳米颗粒与细胞受体上发现的细胞外手性链的相互作用

研究人员现在已经证实,金纳米颗粒对映体被免疫系统识别的不同纯粹是因为它们的螺旋桨形状。研究小组利用手性二肽和圆偏振光培育了黄金螺旋桨对映体,但在测试前将肽去除,以确保任何影响都是纳米级手性的结果。

外消旋无机纳米粒子可以激活免疫系统。但左撇子螺旋桨粒子被巨噬细胞(免疫系统的一部分)吸收时的效率是其镜像的两倍。在细胞培养中,暴露于左撇子颗粒的巨噬细胞产生的某些炎症蛋白是前者的两倍多。在注射了纳米颗粒的活老鼠身上也看到了类似的结果。

用抗体滴度来衡量,注射了含有左撇子颗粒的流感疫苗的小鼠,其免疫反应比注射了右撇子颗粒的小鼠高出1258倍。此外,前一组没有像给予明矾(一种常见的商业佐剂)时那样出现肺部脓肿。

研究小组认为,免疫反应可以通过微调纳米颗粒的手性来调整。