国家纳米科学中心利用表面化学调控思路设计纳米佐剂材料

研究开发出安全有效的疫苗佐剂对于艾滋病疫苗的早日问世具有极其重要的意义。纳米材料凭借其独特的性质在疫苗载体或佐剂的研发过程中备受关注。然而，“如何科学合理地设计纳米材料用于疫苗领域”仍然是该研究领域的一个“瓶颈”。最近，国家纳米科学中心陈春英课题组、吴晓春课题组和中国疾病预防控制中心邵一鸣课题组合作在这一方面取得进展。

他们从纳米材料表面修饰入手，系统研究了表面化学性质对纳米材料潜在疫苗佐剂活性的影响，为科学合理设计纳米疫苗佐剂提供了参考。金纳米棒因其可调控的表面等离激元共振效应，使研究人员能够很容易地实时监测抗原在细胞内部的迁移过程，同时金纳米棒易于进行化学修饰，因此是研究表面化学性质影响纳米材料疫苗佐剂活性的理想模型材料。

研究人员合成了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDAC)和聚乙烯亚胺(PEI)修饰的三种带正电荷的金纳米棒，研究了其对艾滋病DNA疫苗的潜在佐剂作用。体外细胞水平研究发现，三种金纳米棒对DNA具有不同的释放能力，从而使其具有截然不同的细胞转染能力。动物活体研究结果显示，只有当金纳米棒表面进行适当修饰后才能显示出良好的佐剂活性。除了CTAB-Au Nanorod，其他两种金纳米棒均能通过促进抗原呈递细胞的成熟发挥其佐剂作用。阳离子聚合物聚乙烯亚胺被认为是转染效率最高的聚合物基因载体之一，高分子量的PEI转染效率高，但细胞毒性很大。本工作将其组装于金纳米棒的表面，可大大提高其疫苗佐剂效应，且显著降低毒性。

该研究成果已发表于2012年4月的《纳米快报》（Nano Letters, 2012, 12 (4), 2003–2012；http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl300027p）。

该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持。

不同表面化学修饰的金纳米棒具有不同的疫苗佐剂活性：不同表面修饰的金纳米棒通过皮内注射免疫小鼠后，其对抗原呈递细胞如树突状细胞成熟的不同作用，最终决定了其潜在的佐剂活性。