增强特异性细胞免疫应答对于研制新一代抗病毒和抗肿瘤疫苗至关重要。随着纳米技术的发展,生物纳米材料为疫苗载体和佐剂系统的研制提供了新的契机。大量研究显示,利用纳米颗粒负载抗原不但可以延长抗原的循环时间,大大提高抗原呈递细胞对抗原的摄取,还能调控抗原在细胞内的降解和呈递途径,因此为研制新型疫苗提供了全新的思路。本项目研制了一种基于天然多糖纳米凝胶(AP-SS)的新型疫苗佐剂。这种纳米凝胶的主要成分是海藻酸钠,一种存在于褐藻细胞壁中的天然多糖。凝胶颗粒的大小约为80-100 nm,其内部通过二硫键进行交联。由于二硫键能被细胞内的还原性分子(如谷胱甘肽和半胱氨酸)降解,因此可帮助纳米凝胶在细胞内将抗原迅速地释放出来。实验结果表明,AP-SS纳米凝胶显著提高树突状细胞(DC)和巨噬细胞对OVA的摄取,并在进入细胞后1小时内将包裹的OVA迅速释放至胞浆中。进一步研究显示,采用纳米凝胶包裹的OVA对DC进行抗原负载,不但显著促进特异性CD4和CD8 T细胞的增殖活化,而且大大提高IFN-γ的产生。这些结果显示,AP-SS纳米凝胶促进了MHC I类分子和II分子介导的抗原呈递。采用AP-SS纳米凝胶包裹的OVA对C57小鼠进行免疫,不仅显著提高抗OVA Ig G抗体水平,还提高Ig G2a和Ig G2b亚型约20-50倍。与此同时,纳米凝胶疫苗还提高了小鼠脾细胞中OVA特异性CD8 T细胞的比例,增强CTL介导的肿瘤细胞杀伤作用。因此,这种智能化多糖纳米凝胶可作为一种安全高效的疫苗载体和佐剂,全面提高疫苗诱导的细胞免疫和体液免疫。