锦灯笼多糖在核酸疫苗中免疫增强作用机制及其构效关系研究

It has been reported that polysaccharides from herbal plants play a critical role in immune system functions. However, it is unclear about the molecular mechanisms and structure-activity relationship of polysaccharides used as an adjuvant.We have evaluated adjuvant effect of polysaccharide (PPSB) isolated from the fruits of Physalis alkekengi L. in DNA vaccine, and analyzed the structure of PPSB. The results indicated that PPSB significantly enhanced Th1 and Th2 responses. More importantly, it was found that the mice immunized with DNA vaccine combined with PPSB not only had fewer CFU (colony forming unites) in the kidneys than mice immunized with DNA vaccine, but also a statistically significant higher survival rate over PBS-injected group when the immunized mice were challenged with living pathogens. Previous findings revealed Toll-like receptors (TLRs) provide a link between innate and adaptive immunity, and can function as adjuvant receptors. With our recent results, we hypothesized that TLR4 in DCs (dendritic cells) is the receptor of PPSB, and play a central role in the adjuvant effect mediated by PPSB. In this project, we are therefore investigating the molecular mechanisms of immunologic enhancement in DNA vaccine evoked by PPSB and its structure-activity relationship with both in vitro and in vivo techniques in the experimental systems of intermolecular interaction, cell-cell interaction and animal levels.

药用植物多糖免疫增强作用的研究逐年增多，但有关其免疫增强作用的分子机制及其构效关系并不明确。本课题组在明晰锦灯笼多糖（PPSB）结构特点的基础上，发现PPSB在核酸疫苗中通过增强Th1，Th2免疫应答，从而显著提高了免疫小鼠的抗病能力，使免疫动物的死亡率及病灶组织病原微生物的寄居数量明显降低。然而PPSB作为核酸疫苗佐剂的分子机制缺乏深入研究。结合当前药用植物多糖免疫调节作用的研究进展和我们的工作基础，推测PPSB在介导免疫增强作用中树突状细胞（DCs）的TLR4发挥重要的核心作用。本研究以PPSB对DCs表面的 TLR4信号途径的影响为切入点，采用一系列体内外研究手段，通过分子间相互作用、细胞间相互作用、动物体整体水平等不同层面的研究体系，以探讨PPSB在核酸疫苗中增强Th1及Th2免疫应答的分子机制及其构效关系。

药用植物多糖免疫增强作用的研究逐年增多，但有关其免疫增强作用的分子机制及其构效关系并不明确。本课题组在明晰锦灯笼多糖（PPSB）结构特点的基础上，发现PPSB在核酸疫苗中通过增强Th1，Th2免疫应答，从而显著提高了免疫小鼠的抗病能力，使免疫动物的死亡率及病灶组织病原微生物的寄居数量明显降低。然而PPSB作为核酸疫苗佐剂的分子机制缺乏深入研究。结合当前药用植物多糖免疫调节作用的研究进展和我们的工作基础，推测PPSB在介导免疫增强作用中树突状细胞（DCs）的TLR4发挥重要的核心作用。. 本研究以PPSB对DCs表面的 TLR4信号途径的影响为切入点，探讨了PPSB在核酸疫苗中增强Th1及Th2免疫应答的分子机制及其构效关系。本项目探讨了PPSB 与DCs 表面 TLR4 受体结合的情况，探讨了PPSB对信号转导分子MAPKs 和NF-κB的影响；通过检测PPSB对DCs分泌的趋化因子和细胞因子的影响研究了PPSB对DCs成熟、功能及T细胞分化的作用；初步研究了PPSB 与TLR4 结合的构效关系。实验结果表明：（1））PPSB 作为配体与DCs 表面的TLR4 结合，激活TLR4 的信号转导分子MAPKs 和NF-κB，促进DCs 的成熟；（2）成熟的DCs 通过分泌细胞因子诱导T 细胞分化为Th1和Th2细胞；(3) 分化的T 细胞（Th1和Th2）通过分泌细胞因子增强疫苗的Th1和Th2免疫应答；（4）PPSB 的结构与TLR4结合的构效关系研究表明，侧链结构对PPSB的与TLR4的结合有一定程度的影响。本研究为PPSB作为核酸疫苗佐剂研究奠定坚实理论基础。