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Virus-Like Particles (VLPs)技術(shù)平臺

Virus-like particles (VLPs) 是一類(lèi)類(lèi)似于病毒的納米級顆粒,它們的結構與真實(shí)病毒相似,但不含病毒基因,因此具有較高的生物安全性 [1]。近年來(lái),VLP技術(shù)平臺在生物技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注,尤其在疫苗開(kāi)發(fā)、藥物載體、基因治療和免疫調節等領(lǐng)域取得了顯著(zhù)進(jìn)展 [2]。


1. VLP的結構與分類(lèi)

VLPs是由病毒結構蛋白組裝形成的顆粒,其大小和形狀與天然病毒相似 [3]。根據其來(lái)源和結構特點(diǎn),VLP可以分為多種類(lèi)型,包括RNA病毒類(lèi)、DNA病毒類(lèi)和嵌合病毒類(lèi) [4]。VLPs具有天然病毒的免疫原性,但不具有感染性和復制能力,因此可以作為安全有效的疫苗載體 [5]。


2. VLP技術(shù)平臺的生產(chǎn)方式

VLP技術(shù)平臺可以通過(guò)多種宿主細胞系統進(jìn)行生產(chǎn),如昆蟲(chóng)細胞、哺乳動(dòng)物細胞和植物細胞等 [6]。其中,昆蟲(chóng)細胞系統是最常用的生產(chǎn)方式,具有較高的生產(chǎn)效率和易于規?;a(chǎn)的優(yōu)勢 [7]。此外,植物細胞系統也具有生產(chǎn)綠色、環(huán)保、低成本和快速響應流行病的優(yōu)勢 [8]。

哺乳動(dòng)物細胞表達系統是VLP技術(shù)平臺生產(chǎn)中的另一重要選擇。相較于昆蟲(chóng)細胞和植物細胞系統,哺乳動(dòng)物細胞表達系統更接近人體細胞的生理環(huán)境,因此在蛋白質(zhì)翻譯、修飾和折疊等方面具有更高的保真度。這使得在哺乳動(dòng)物細胞中表達的VLP具有更接近天然病毒的免疫原性和生物活性 [9]。

常用的哺乳動(dòng)物細胞表達系統包括CHO (Chinese Hamster Ovary) 細胞、HEK293 (Human Embryonic Kidney 293) 細胞和BHK (Baby Hamster Kidney) 細胞等。其中,CHO細胞是目前工業(yè)生產(chǎn)中最常用的哺乳動(dòng)物細胞表達系統,具有較高的生產(chǎn)效率和可擴展性。然而,相較于昆蟲(chóng)細胞和植物細胞系統,哺乳動(dòng)物細胞生產(chǎn)成本較高,且生產(chǎn)過(guò)程中可能存在病原體污染的風(fēng)險 [10]。

華美生物基于哺乳動(dòng)物細胞表達系統的VLP技術(shù)平臺,改進(jìn)了生產(chǎn)工藝,可顯著(zhù)提高表達水平,減少細胞毒性。


3. VLPs在表達重組蛋白方面的優(yōu)勢

VLPs在表達重組蛋白方面具有多種優(yōu)勢,主要表現在以下幾個(gè)方面:

高度模擬天然病毒結構:VLPs的大小、形狀和病毒表面蛋白的空間構象與天然病毒非常相似 [11]。這使得VLPs能夠高度模擬天然病毒在生物體內的行為,從而有效地誘導免疫應答。

安全性:由于VLPs不含病毒基因,因此不具有感染性和復制能力,具有較高的生物安全性 [12]。這使得VLPs成為疫苗研究和藥物輸送領(lǐng)域的理想候選物。

高免疫原性:VLPs的多價(jià)性和高度模擬天然病毒的表面蛋白使其具有高免疫原性。在疫苗研究中,VLPs可以有效地激活B細胞和T細胞免疫應答,從而產(chǎn)生強烈的免疫保護作用 [13]。

可塑性:通過(guò)基因工程手段,可以將外源抗原融合到VLPs的結構蛋白中,生成嵌合VLPs。這種設計使得外源抗原能夠以VLPs的形式在體內呈現,從而提高免疫原性 [14]。

多樣性:VLPs可以通過(guò)多種宿主細胞系統進(jìn)行生產(chǎn),包括細菌、酵母、昆蟲(chóng)細胞、哺乳動(dòng)物細胞和植物細胞等。這為實(shí)現VLPs在不同領(lǐng)域的應用提供了廣泛的選擇 [15]。

可以看出,VLPs在表達重組蛋白方面具有諸多優(yōu)勢,使其在疫苗研究、藥物輸送和免疫調節等領(lǐng)域具有廣泛的應用潛力。


4. VLPs在表達跨膜蛋白方面的優(yōu)勢

VLPs在表達跨膜蛋白方面具有顯著(zhù)的優(yōu)勢,主要表現在以下幾個(gè)方面:

空間構象保持:跨膜蛋白具有復雜的三維結構,其功能通常依賴(lài)于在細胞膜上正確的空間構象。與其他表達系統相比,VLPs能夠更好地模擬天然病毒的膜環(huán)境,有助于維持跨膜蛋白的正確空間構象和生物活性 [16]。

蛋白質(zhì)翻譯與修飾:VLPs可以通過(guò)哺乳動(dòng)物細胞表達系統進(jìn)行生產(chǎn),這種系統在蛋白質(zhì)翻譯、折疊和修飾方面具有較高的保真度,有助于跨膜蛋白的正確表達和功能 [17]。

免疫原性增強:VLPs可以作為免疫原遞送載體,將跨膜蛋白以天然病毒的形式呈現給免疫系統。這種方法可以提高跨膜蛋白的免疫原性,激發(fā)更強烈的免疫應答 [18]。

功能性篩選:利用VLPs表達跨膜蛋白,可以方便地進(jìn)行功能性篩選,如跨膜蛋白親和力的測定或者抗體親和力的優(yōu)化。這有助于研究跨膜蛋白的生物學(xué)功能和開(kāi)發(fā)相關(guān)藥物 [19]

VLPs在表達跨膜蛋白方面的優(yōu)勢,有助于解決跨膜蛋白研究中的關(guān)鍵問(wèn)題,如蛋白質(zhì)表達、功能性篩選和免疫原性等。


5. 華美生物VLPs技術(shù)平臺

華美生物專(zhuān)門(mén)搭建了基于HEK293表達系統的包膜VLP技術(shù)平臺,所制備的包膜VLP在其固有的囊泡膜上顯示正確折疊的多次跨膜蛋白,展示完整的生物活性。

平臺優(yōu)勢:

  • 展示多次跨膜蛋白的天然構象,具有完整生物活性
  • 可提高免疫原性,打破機體自身的免疫耐受
  • 包膜VLP中靶抗原豐度高于過(guò)表達細胞
  • 大小為30-300nm,可用于各種展示庫篩選
  • 可用于免疫/ELISA/SPR/BLI/CAR-T陽(yáng)性率檢測,助力于先導分子發(fā)現

案例展示:

● 重組人全長(cháng)SSTR2蛋白(7次跨膜)

Function ELISA
TEM
Western Blot-His
FACS Blocking
FACS Blocking

● 重組人全長(cháng)CLDN6蛋白(4次跨膜)

VLP-CLDN6 ELISA
VLP-CLDN6-GFP ELISA
Western Blot-His
VLP-CLDN6 ELISA
LC-MS/MS

更多VLP表達重組蛋白產(chǎn)品:

靶點(diǎn) 產(chǎn)品名稱(chēng) 跨膜次數 貨號
C5AR1 Recombinant Human C5a anaphylatoxin chemotactic receptor 1(C5AR1)-VLPs (Active) 7TM CSB-MP003996HU
CCR4 Recombinant Human C-C chemokine receptor type 4(CCR4)-VLPs (Active) 7TM CSB-MP004843HU
CCR8 Recombinant Human C-C chemokine receptor type 8(CCR8)-VLPs (Active) 7TM CSB-MP004847HU
CLDN18 Recombinant Macaca fascicularis Claudin(CLDN18)-VLPs (Active) 3TM CSB-MP4304MOV
Cldn18 Recombinant Mouse Claudin-18(Cldn18)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP005498MO(F3)
CLDN18.2 Recombinant Human Claudin-18.2(CLDN18.2)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP005498HU(A5)
CLDN3 Recombinant Human Claudin-3(CLDN3)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP005505HU
CLDN4 Recombinant Human Claudin-4(CLDN4)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP005506HU
CLDN6 Recombinant Human Claudin-6(CLDN6)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP005508HU(A4)
CLDN9 Recombinant Human Claudin-9(CLDN9)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP005511HU
CNR1 Recombinant Human Cannabinoid receptor 1(CNR1)-VLPs (Active) 7TM CSB-MP005678HU
CT83 Recombinant Human Kita-kyushu lung cancer antigen 1(CT83)-VLPs (Active) 1TM CSB-MP711093HU
CXCR4 Recombinant Human C-X-C chemokine receptor type 4(CXCR4)-VLPs (Active) 7TM CSB-MP006254HU(F1)
GPRC5D Recombinant Human G-protein coupled receptor family C group 5 member D(GPRC5D)-VLPs (Active) 7TM CSB-MP882153HU
MS4A1 Recombinant Human B-lymphocyte antigen CD20(MS4A1)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP015007HU
MS4A1 Recombinant Dog B-lymphocyte antigen CD20(MS4A1)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP661636DO
MS4A1 Recombinant Macaca fascicularis Membrane spanning 4-domains A1(MS4A1)-VLPs (Active) 4TM CSB-MP4516MOV
PROM1 Recombinant Human Prominin-1(PROM1)-VLPs (Active) 5TM CSB-MP018751HU(A4)
SSTR2 Recombinant Human Somatostatin receptor type 2(SSTR2)-VLPs (Active) 7TM CSB-MP022725HU

參考文獻:

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