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模仿HIV涂层中的孔是疫苗设计的关键

研究人员说,一种新的产生可以穿过艾滋病毒防护层的蛋白质的新方法可能是迈向了解开发该病毒疫苗所需的关键成分的一步。

宾夕法尼亚州立大学(Penn State)领导的一组研究人员使用计算模型设计并创建了模仿HIV不同表面特征的蛋白质。用蛋白质免疫后,兔子产生了能够与病毒结合的抗体。

宾州州立医学院的博士后程成表示:“我们能够证明,通过使用我们设计的蛋白质,血液能够自发产生能够抑制HIV在细胞模型中感染的抗体。”“当我们孵育HIV病毒时,兔子的血液大大降低了它的传染性。”

朱补充说,这项研究(今天(2月27日)发表在《自然通讯》上)提供了一种设计疫苗蛋白质的新颖方法。

“我们开发的蛋白质或免疫原不是最终产品,但我们能够证明有可能这样做,”朱说。“此外,我们能够创造一种定制蛋白质的新方法也非常令人兴奋,这也可以为开发用于其他感染的疫苗打开大门。”

尽管全球有数百万人感染了艾滋病毒,这种病毒的疫苗已经暗示了研究人员。疫苗通过指导免疫系统起作用,从而在中和抗体之前将抗体附着在病毒上。要制造疫苗,研究人员首先必须确定该斑点。

宾夕法尼亚州立大学医学院药理学系教授兼研究副主席尼古拉·多克霍利安(G. Thomas Passananti)解释说,开发HIV疫苗很困难,因为该病毒会不断变异。

“即使我们开发了针对特定病毒株的抗体,该抗体甚至可能都不会注意到该病毒的下一株,” Dokholyan说。“为了开发广泛中和的抗体(可中和多种病毒株的抗体,我们需要找到在病毒上保持恒定的东西,以使这些抗体锁存”。)

根据Dokholyan的说法,HIV使用碳水化合物涂层来保护表面上称为Env的蛋白质。尽管这种蛋白质可能成为疫苗的潜在靶标,但碳水化合物的涂层使抗体难以或不可能接近和中和它。

但是有时,在该涂层中自然会出现孔,使Env蛋白暴露于潜在的抗体。朱说,他和其他研究人员想找到一种针对这些漏洞的方法。

“我们的想法是进行分子手术以复制病毒表面的一部分并将其粘贴到不同的良性蛋白质上,这样它们看起来却不会像Env蛋白质那样起作用,” Zhu说。“希望这将使免疫系统识别病毒并创建抗体以在将来中和它。”

研究人员使用计算模型来设计蛋白质,该蛋白质将模拟疫苗中使用的不同HIV菌株的保守蛋白质表面。Dokholyan说,虽然通常是通过一次改变一个氨基酸来改造蛋白质,但他们还是想尝试另一种方法。

“不是一次改变一个氨基酸,而是切割后又插入另一种蛋白质的HIV菌株的大表面,” Dokholyan说。“能够进行这些主要的分子外科手术是一个重要的里程碑,而且该策略以非常高的精确度运行非常令人兴奋。”

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