非离子表面活性剂 Triton X-100 对凝胶相脂质双层流动性的差异化调控及其免疫激活机制研究

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 5.4

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  为探究佐剂中非离子表面活性剂与相分离凝胶相脂质双层的相互作用机制,研究人员以 HSPC 构成的 SUVs 为模型,用多种技术分析 TX100 的影响。发现其差异化调控膜流动性并增强抗渗透压,为揭示佐剂免疫机制提供新视角。

  疫苗作为现代医学防控传染病的重要武器,其核心奥秘之一在于佐剂如何巧妙激活人体免疫系统。然而,尽管佐剂已在疫苗中应用多年,其背后的分子作用机制却如同被一层神秘面纱笼罩,不仅制约着更高效疫苗的研发,也让人们对药物过敏、自身免疫疾病等相关病理的理解停留在表面。特别是脂质筏作为抗原呈递的关键场所,其与佐剂中表面活性剂的相互作用机制,更是学界亟待攻克的科学堡垒。在这样的背景下,一项聚焦非离子表面活性剂与凝胶相脂质双层相互作用的研究,犹如一把钥匙,有望打开佐剂免疫机制的新大门。
来自日本研究人员的这项工作(因原文未明确标注研究机构,依据实验材料供应商等信息推测为日本相关科研团队),将目光锁定在佐剂中常见的非离子表面活性剂 Triton X-100(TX100),以及由氢化磷脂酰胆碱(HSPC,主要含 85% 二硬脂酰磷脂酰胆碱 DSPC 和 15% 二棕榈酰磷脂酰胆碱 DPPC)构成的相分离凝胶相脂质双层模型。研究团队以小单层囊泡(SUVs)为实验载体,试图解开 TX100 与细胞膜相互作用的复杂谜题。这项研究成果发表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》,为佐剂作用机制的研究添上了浓墨重彩的一笔。

研究人员主要运用了荧光偏振、荧光波长位移、红外光谱和渗透压响应分析等关键技术。通过这些技术,他们得以从分子层面观察 TX100 对 HSPC 膜动态特性的影响,无需关注试剂细节及常规培养操作,专注于核心相互作用的解析。

流体性与极性环境分析


研究首先借助荧光探针 ANS(定位于脂质双层亲水界面)和 DPH(定位于疏水内部),对比分析 HSPC 膜在凝胶相和液晶相的流体性与极性。结果发现,TX100 能显著增加 ANS 所在亲水界面的流动性,却使 DPH 所处的疏水内部区域流动性降低,呈现出对膜不同区域的差异化调控效应。

渗透压响应与膜稳定性


通过渗透压响应实验,研究团队观察到 TX100 的加入显著提升了 HSPC 膜的抗渗透压能力。这一现象暗示 TX100 可能通过某种机制增强了膜的机械稳定性,这种特性或许与抗原呈递过程中的内吞作用等生物膜行为密切相关。

分子相互作用机制


结合红外光谱等分析手段,研究进一步揭示 TX100 主要通过与 HSPC 膜亲水界面的特异性结合,干扰膜分子间的相互作用。在低于临界胶束浓度(CMC,247μM)的条件下,低浓度 TX100 即可引发膜结构的有序 - 无序相分离变化,且更倾向于富集在有序相区域,这与传统液晶相研究中 TX100 的行为存在显著差异。

这项研究首次在凝胶相背景下揭示了 TX100 对脂质双层的 “双重调控” 机制:在亲水界面 “松动” 膜结构以增加流动性,在疏水内部 “收紧” 分子排列以降低流动性。这种独特的作用模式不仅解释了为何脂质筏(作为低流动性微区)能在 TX100 存在下保持稳定,更为佐剂通过调节膜结构促进抗原呈递提供了直接的分子证据。此外,研究中采用的 HSPC 混合饱和脂肪酸模型,突破了传统单一脂肪酸体系的局限,为理解生物膜异质性提供了新范式。

值得关注的是,研究中 TX100 浓度控制在 120μM(远低于 CMC),更贴近其在佐剂中实际作用浓度,增强了实验结果的生理相关性。这种在分子层面精准解析佐剂 - 膜相互作用的研究,不仅为设计新型佐剂提供了 “结构 - 功能” 导向的理论依据,也为理解药物过敏反应中细胞膜的异常行为开辟了新视角。随着后续对温度等生理变量的深入探究,这一机制有望进一步推动疫苗设计与免疫疾病研究的交叉融合,让人们对佐剂这一疫苗 “增效剂” 的认知从经验性实践迈向精准化科学。

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