《International Journal of Biological Macromolecules》：Design and structural characterization of a chimeric protein displayed on virus-like particles for targeted immune activation against
Salmonella Typhi
编辑推荐：
该研究利用SpyCatcher/SpyTag系统将伤寒沙门氏菌OmpC、OmpF和FliC的免疫原性表位整合至AP205病毒样颗粒（VLPs），构建NanosalVAX疫苗。口服和皮下递送实验表明，NanosalVAX（VLP结合重组蛋白）在致死挑战试验中实现100%保护率，并激活Th1/Th2协同免疫应答，而单纯重组蛋白或佐剂联用效果较差。通过FTIR、DLS和SEM验证了蛋白-载体共价结合的稳定性和空间构象完整性。研究证实VLP平台可增强抗原呈递能力，为新型伤寒疫苗开发提供技术范式。
Saghi Nooraei|Abbas Hajizade|Hossein Tarrahimofrad|Seyedmoein Khatami|Mehdi Shamsara|Gholamreza Ahmadian
系统生物技术系，国家遗传工程与生物技术研究所（NIGEB），邮政信箱：14155-6343，德黑兰，1497716316，伊朗
摘要
本研究利用创新的SpyCatcher/SpyTag双重 conjugation系统，设计了一种重组嵌合蛋白，将沙门氏菌Typhi 的关键免疫原性表位整合到一个大分子框架中。S. typhi 仍然是全球健康的重大挑战，这突显了开发新型治疗方法的必要性。这种工程化的嵌合蛋白融合了来自S. typhi 三个主要毒力因子OmpC、OmpF和鞭毛蛋白的表位，并将其展示在AP205病毒样颗粒（VLPs）上，形成了一个稳定且具有免疫原性的复合物。分析技术证实了嵌合蛋白在VLPs上的成功结合及其结构完整性。分子动力学模拟显示，包含FliC序列的嵌合蛋白与TLR5之间存在强烈的相互作用，表明其具有刺激Th1和Th2免疫反应的潜力。通过皮下和口服途径给予不同配方的嵌合蛋白抗原（单独使用、与佐剂结合或与VLPs结合）后，在BALB/c小鼠中引发了显著的免疫反应，这些反应通过抗体检测、细胞因子分析和挑战试验进行了评估。尽管单独使用嵌合蛋白并不能提供完全的保护，但像NanosalVAX这样的配方（即嵌合蛋白展示在VLPs上）能够在致命细菌挑战下实现100%的存活率。本研究的主要目标是设计一种展示S. typhi 嵌合抗原（OFFS-ST）的大分子VLP平台，以引发针对伤寒的协同体液-细胞免疫。这项研究强调了工程化大分子（如嵌合蛋白和VLPs）在推进治疗应用方面的潜力，并突显了它们在对抗传染病中的潜力。
部分摘录
背景
免疫预防一直是控制传染病的基石，显著改善了全球公共卫生。在过去几十年中，疫苗开发已经从使用灭活病原体的传统方法转向了涉及重组蛋白的更精确策略[1]。这一领域的关键创新是病毒样颗粒（VLPs）的发展，这是疫苗学的一个重要进展。VLPs是自组装结构
抗原选择
选择了具有已知免疫原性的蛋白质，特别是OmpC、OmpF和鞭毛蛋白，进行进一步分析。这些蛋白质的完整氨基酸序列从UniProt数据库（
UniProt.org ）中获取，并保存为FASTA格式。使用TMHMM-2.0服务器（[15]）识别了这些蛋白质中的跨膜区域。表位在
S. typhi 菌株间具有高度保守性（GenBank中的序列同一性≥98%）。表位仅来源于
S. typhi ：
抗原选择
通过广泛的文献回顾，根据其已记录的免疫原性特性，选择了三种蛋白质。选择OmpC、OmpF和鞭毛蛋白（FliC）作为抗原是基于它们在S. typhi 致病过程中的关键作用。
这些蛋白质的UniProt登录号分别为：OmpC（A0A0H3NJI9）、OmpF（P37432）和FliC（P06179）。
B细胞表位的预测（线性和空间结构）
在疫苗设计中，B细胞表位起着关键作用，因为它们能被
讨论
本研究旨在通过利用展示在VLPs上的嵌合重组蛋白来设计和评估一种针对S. typhi 的新疫苗候选物。研究结果强调了所选抗原OmpC、OmpF和FliC的结构和功能重要性，这些抗原因其在S. typhi 毒力中的关键作用以及引发强烈免疫反应的能力而被选中。
选择这些表位的依据是它们的免疫原性特性及其在
结论
本研究利用创新的SpyCatcher/SpyTag双重 conjugation系统将嵌合抗原展示在VLPs上，确保了抗原的稳定呈现，并推动了针对沙门氏菌病的疫苗设计。新型嵌合蛋白疫苗配方无论是通过口服还是皮下给药，都能有效诱导强烈的免疫反应，其中基于VLP的皮下疫苗使免疫小鼠的存活率达到100%。先进的生物信息学工具有助于疫苗的合理设计
缩写
Mont-VAX
与Montanide佐剂配制的嵌合蛋白
NanosalVAX
展示在VLP上的嵌合蛋白
RCVAX
单独的嵌合蛋白
VLP
病毒样颗粒
沙门氏菌 Typhi
S. typhi
OmpC
外膜蛋白C
OmpF
外膜蛋白F
FliC
鞭毛蛋白
FTIR
傅里叶变换红外光谱
SDS-PAGE
硫酸盐-聚丙烯酰胺凝胶电泳
DLS
动态光散射
SEM
扫描电子显微镜
RBSs
核糖体结合位点
OFFS-ST
OmpC
OmpF和FliC - spyTag
AP250-SC
基于AP205的VLP展示
CRediT作者贡献声明
Saghi Nooraei： 撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原始草稿、可视化、验证、软件、方法学、研究、正式分析、数据管理、概念化。
Abbas Hajizade： 撰写 – 审稿与编辑、验证、研究、正式分析。
Hossein Tarrahimofrad： 软件、方法学、研究。
Seyedmoein Khatami： 撰写 – 原始草稿、方法学。
Mehdi Shamsara： 软件、方法学。
Gholamreza Ahmadian： 撰写 – 审稿与编辑、验证。
出版同意
所有作者均已阅读并批准了手稿的最终版本。
伦理批准和参与同意
动物实验遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）2.0指南以及IHU动物研究与伦理委员会的规定进行。
资助
本工作得到了伊朗国家科学基金会 （项目编号：4003355）的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢伊朗国家科学基金会和伊朗国家遗传工程与生物技术研究所 的支持。
