酿酒酵母(Saccharomyces Cerevisiae)作为应用广泛的单细胞真核生物,是遗传基因工程研究以及细胞周期研究的重要模式微生物。二倍体酿酒酵母细胞在营养匮乏的条件下,通过减数分裂形成单倍体孢子。孢子具有独特的孢子壁结构,其内到外共分四层,分别为:甘露糖层,β-葡聚糖层,壳聚糖层以及二酪氨酸层。由于孢子壁的特殊结构,使得孢子能够吸附溶液中重金属离子,以及作为固定化酶载体。野生型孢子壁能够保护孢子抵抗低pH环境以及酶的降解。通过敲除孢子壁合成的相关基因,可得到不同外壁结构的孢子,例如敲除二酪氨酸合成途径上的关键基因DIT1,会导致孢子二酪氨酸层缺失,从而获得外层为壳聚糖的dit1Δ孢子,壳聚糖在酸性溶液中呈正电荷,可用于吸附带负电荷的核酸类药物。人工合成的、带有CpG基序的脱氧寡核苷酸(CpG ODN)是一种良好的免疫佐剂,其被免疫细胞内化后,通过活化模式识别Toll样受体9(TLR9),进而激活机体的先天性和获得性免疫应答。但是天然CpG ODN易被血清中的核酸酶降解并且不易被免疫细胞摄取,这极大的限制了其潜在的应用。本研究首次研究了酵母孢子作为CpG ODN载体的效果。利用静电吸附作用,在dit1Δ孢子表面装载了带负电荷的CpG ODN,得到dit1Δ-CpG ODN载药复合物,随后对该载药复合物进行表征并对其免疫刺激效果进行了研究。结果表明,dit1Δ孢子能够大量吸附游离的Cp G ODN,且能使Cp G ODN更有效率地被小鼠巨噬细胞所摄取,载药复合物的免疫刺激效果也优于游离的CpG O DN。dit1Δ能够有效递送CpG ODN至巨噬细胞内并刺激产生更有效的免疫应答。胰高血糖素样肽-1(Glucagon-like peptide-1,GLP-1)作为治疗Ⅱ型糖尿病的新型多肽药物,对人体血糖水平具有调节作用。然而天然活性GLP-1(7-36)易被二肽基肽酶(DPP-IV)降解,导致GLP-1在人体内半衰期不足2 min,极大的限制了其临床应用。本研究中,酵母孢子被用来保护GLP-1免受肠胃液的降解,首先对天然GLP-1(7-36)的氨基酸序列进行修饰,称为Modified GLP-1(MGLP-1),随后将MGLP-1 8串联表达(8×MGLP-1)到酵母孢子上,并利用模拟胃肠消化实验研究该载药体系的稳定性及免疫刺激活性。结果表明,8×MGLP-1重组蛋白成功表达并装载到孢子上,并且经过模拟肠胃液处理后依然具有生理活性,能够明显刺激胰岛β细胞释放胰岛素。孢子作为8×MGLP-1载体时,8×MGLP-1能显著刺激胰岛素的产生,其抗酶解能力得到了显著的提升。综上所述,酿酒酵母孢子可作为一种良好的天然药物载体,其装载核酸CpG ODN以及降血糖多肽8×MGLP-1时,具有比单独使用游离药物更好的效果。同时,本课题为深入研究天然酿酒酵母孢子作为药物载体奠定了基础。