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陶伟教授/董一洲教授/Daniel Siegwart教授 Nature Reviews:基于纳米技术的mRNA疫苗

时间:2023-09-09 来源: 浏览:

陶伟教授/董一洲教授/Daniel Siegwart教授 Nature Reviews:基于纳米技术的mRNA疫苗

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mRNA 疫苗已成为一项具有革命意义的工具,能够快速、精确地应对各类传染病和癌症。与传统的疫苗,如灭活病毒、病毒载体、蛋白质亚基或DNA疫苗相比,mRNA疫苗具有众多优点,包括设计简单、生产迅速、安全性高和效果卓越等。然而,由于 mRNA分子固有的不稳定性和易降解性,有效且有针对性的递送仍然是一个巨大的挑战。纳米技术为克服这些障碍并增强mRNA疫苗的功效提供了创新的解决方案。

近日, 哈佛大学医学院 的陶伟教授团队 西奈山伊坎医学院 董一洲 教授 团队 以及 德克萨斯大学西南医学中心 Daniel J. Siegwart 教授团队 合作在 Nature 旗下权威杂志 Nature Reviews  Methods Primers 上在线 发表了 Nanotechnology-based mRNA vaccines   为题的综述,为读者提供了全面的基于纳米技术的   mRNA   疫苗的详尽概述。
 
mRNA 疫苗的纳米载体递送效率主要受其成分以及物理和化学性质的影响。此外,给药途径对于 mRNA 疫苗的器官分布、蛋白质表达动力学以及疫苗的保护效力产生着重要影响。该联合团队首先介绍了如何通过合理设计和优化纳米材料,以高效封装和传递 mRNA 分子,并对当前 mRNA 疫苗的给药途径进行了总结( 1 )。
 

1 .   用于 mRNA 疫苗递送的纳米平台和递送途径
此外,作者还详细描述了如何分析和验证基于纳米材料的 mRNA 疫苗的功效和毒性( 2 )。对于纳米载体的评估主要包括其化学组成、结构特征、形状大小、分散度、表面电荷、 mRNA 包封率以及体内外毒性等方面。而对于 mRNA 疫苗本身,则主要从细胞水平(如细胞摄取率、细胞毒性、细胞生物学功能和基因表达等)、动物水平(功效和毒性),以及临床水平(抗体水平和不良反应的监测等)等进行评估。
 

2 .   评估 mRNA 疫苗 及其 递送 载体的效力和毒性的方法
随后,作者回顾了 mRNA 疫苗在预防和治疗感染性疾病(包括新型冠状病毒)、癌症和其他疾病中的创新应用( 3 4 )。

3 . mRNA 疫苗的结构特征及针对传染病的 mRNA 疫苗的免疫机制 (以 mRNA 新冠疫苗为例)
 

4 . mRNA 癌症疫苗的分子机制
 
紧接着作者对提高 mRNA 疫苗研究数据的可重复性和数据存储方式提出了一些策略和建议。尽管  mRNA  疫苗被广泛认为是一种有前景的预防和治疗方法,但现有的  mRNA  疫苗仍然面临许多限制,包括细胞内和细胞外屏障、免疫原性和安全性等问题。最后,作者总结并展望了基于纳米平台的 mRNA 疫苗在未来十年中所面临的挑战和发展前景。 Nature Reviews  Methods Primers 编辑部也于期刊同期发表了 Prime View 类型的观点论文,并对该论文进行了高度总结和推介( 5 )。
 

5.  Nature Reviews Methods Primers 编辑部也于期刊同期发表了 PrimeView 类型的观点论文,并对该论文进行了高度总结和推介

上述论文的第一作者为 哈佛大学医学院 博士后 陈淑英 博士、哈佛大学医学院博士后 黄咸钢 博士、 西奈山伊坎医学院 薛涌尔 博士和 德克萨斯大学西南医学中心 Ester Álvarez-Benedicto 博士为该工作的共同第一作者。哈佛大学医学院 陶伟 教授 、西奈山伊坎医学院 董一洲 教授 、以及德克萨斯大学西南医学中心 Daniel J. Siegwart 教授 为该工作的共同通讯作者。

通讯作者简介

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陶伟教授 是哈佛大学附属布莱根妇女医院Farokhzad Family创新杰出讲席教授(Endowed Chair)、哈佛大学医学院助理教授,也是所在单位历史上第一个以助理教授身份获得杰出讲席教授头衔(Farokhzad Family Distinguished Chair for Innovation)的华人学者。陶教授致力于药物载体和生物材料的研发及其广泛的生物医学应用(尤其是mRNA/siRNA等核酸药物的递送),目前以独立通讯或最后通讯作者身份在《自然》系列期刊(Nature Medicine, Nature Nanotechnology, Nature Reviews Materials, Nature Reviews Cancer, Nature Reviews Cardiology, Nature Protocols等)、《科学》系列期刊(Science Translational Medicine等)、《美国科学院院刊》(PNAS)、《细胞出版社》系列期刊(Matter, Med, Trends in Chemistry等)、JACS/Angewandte Chemie/Advanced Materials/Chemical Reviews/Chemical Society Reviews等期刊发表论文80余篇。

陶教授是科睿唯安“全球高被引学者”、全球前2%顶尖科学家,《麻省理工科技评论》曾将他选为中国科技创新35人之一(TR35),微软学术曾将他选为纳米技术的全球前5位趋势作者以及纳米医学的顶级作者。此外,化学领域期刊Chemical Society Reviews曾将陶教授选为全球范围内的Emerging Investigator,材料领域期刊Advanced Materials和Materials Today也都曾共同将陶教授评为Rising Star。陶教授还作为Principal Investigator获得了美国METAvivor青年研究员奖、美国心脏协会(AHA)合作科学奖、AHA变革性项目奖、AHA早期Faculty独立奖、美国肺部协会(ALA)Courtney Cox Cole肺癌研究奖、诺和诺德ValidatioNN研究奖、哈佛大学医学院/哈佛附属布莱根妇女医院启动基金、健康技术创新奖、纳米医学研究中心基金、系基础科学基金、Khoury科技创新奖、Gillian Reny Stepping Strong研究中心突破创新者奖、纳米技术基金等项目资助。陶教授还受邀担任了多个科学期刊的主编/副主编/编辑或编委会成员(包括《细胞出版社》Matter期刊的顾问编委、《美国科学院院刊》PNAS的编辑、eLife的客座编辑等)。

原文链接

https://www.nature.com/articles/s43586-023-00246-7  

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