噬菌体裂解酶细胞壁结合域V12CBD竞争结合自溶素的识别底物免疫保护金黄色葡萄球菌感染的分子机制
批准号:
32070187
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
杨航
依托单位:
学科分类:
病毒学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨航
中文摘要
金黄色葡萄球菌是重要的人类病原菌,以金黄色葡萄球菌自身组分为核心抗原的疫苗均未能通过临床试验。寻找能诱发免疫保护作用的异源抗原可能是发展金黄色葡萄球菌疫苗的新途径。噬菌体裂解酶的细胞壁结合域可通过竞争性结合细菌自溶素的识别底物而成为理想的异源抗原。我们前期研究表明裂解酶细胞壁结合域V12CBD的抗血清可通过与自溶素AtlA-R1R2的交叉反应而特异结合金黄色葡萄球菌,从而提高免疫小鼠的存活率。本项目拟在此基础上,鉴定金黄色葡萄球菌AtlA-R1R2的识别底物,揭示V12CBD与其交叉结合的物质基础;揭示V12CBD抗血清激活补体免疫,促进调理吞噬的分子机制;并建立小鼠模型系统探究V12CBD免疫保护作用的有效性和广谱性。本项目的顺利实施不仅能阐明V12CBD免疫保护金黄色葡萄球菌感染的分子机制,而且可为金黄色葡萄球菌疫苗的研制提供新思路、新途径,具有重要的理论意义和实际意义。
英文摘要
Staphylococcus aureus is an important human pathogen, and all vaccines that contains core antigens from S. aureus have failed in clinical trials. It is assumed a novel way for developing S. aureus vaccines by using heterologous antigen that derives from non-S. aureus species but can elicit effect immune response. In this regard, the cell-wall binding domains of bacteriophage lysins, which can recognize the conserved elements on the cell wall surface of target bacteria and could compete the binding site of autolysin, could serve as an ideal source. Our previous studies showed that the cell-wall binding domain of the PlyV12 lysin, V12CBD, could generate antibodies with high specificity for S. aureus and immunoprotects mice from lethal S. aureus infection after vaccination. In this project, we plan to identify the substrate of the major autolysin of S. aureus, AtlA, and evaluate its cross-reaction with V12CBD; reveal the mechanism underlying the activation of complement system and opsonophagocytosis of anti-V12CBD serum and anti-V12CBD nanobody; and evaluate the immunoprotective efficacy of V12CBD in mouse sepsis, pneumonia, and passive immune models using S. aureus isolates with different SCCmec types. Successful complementation of this project will not only unveil the substrate and the molecular mechanism underlying the vaccination effect of V12CBD, but could also open a novel way for developing S. aureus vaccines.
金黄色葡萄球菌作为全球公共卫生领域的重大病原体,其疫苗研发长期受制于人类免疫系统与病原体间的复杂互作。传统疫苗采用的金黄色葡萄球菌自身抗原因免疫耐受等原因难以激发有效保护性免疫,这一困境促使我们将目光投向异源抗原的创新探索。本项目基于课题组在噬菌体裂解酶领域的长期积累,首次发现裂解酶细胞壁结合域(CBD)具有作为异源抗原的独特价值——其不仅与金黄色葡萄球菌表面肽聚糖呈现超强亲和力,更因与细菌自溶素AtlA-R1结构的高度同源性,展现出显著的自溶素竞争结合特性。本项目系统解析了V12CBD通过诱导与AtlA-R1R2的交叉免疫应答及抗体介导的调理吞噬效应而发挥免疫保护作用的机制。为了解决单独CBD免疫原性较弱的缺陷,本项目还探索了免疫佐剂、新型疫苗载体、以及CBD与不同异源/同源蛋白融合抗原的免疫保护效果。研究发现利用T4噬菌体载体表面展示MntC和Hla双价抗原来发展金黄色葡萄球菌疫苗不仅能诱导强烈的体液免疫,而且能激活强效的细胞免疫应答,为应对金黄色葡萄球菌预暴露感染提供了潜在解决方案。本项目从分子互作机制解析到疫苗载体创新,不仅为金黄色葡萄球菌疫苗研发提供了新范式,其揭示的异源抗原作用机制也有望为耐药菌防控提供普适性研究框架,对于推动新型疫苗研发、完善感染防控体系具有重要的科学价值和借鉴意义。
噬菌体“暗物质”与哺乳动物宿主免疫互作的分子机制研究
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批准号:32161133003
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项目类别:--
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资助金额:148万元
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批准年份:2021
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负责人:杨航
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依托单位:
杀多菌广谱裂解酶的结构基础与作用机制研究
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批准号:31770192
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2017
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负责人:杨航
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依托单位:
噬菌体裂解酶细胞壁结合域抑制金黄色葡萄球菌生物膜形成的机理与应用
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批准号:31400126
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2014
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负责人:杨航
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依托单位:
国内基金
海外基金