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为探究新型免疫调节剂,研究人员聚焦纳米天青蛋白肽(nano-azurin)对中性粒细胞、巨噬细胞和 NK 细胞的作用。发现其可增强抗菌抗癌功能,调节细胞因子(如抑制 LPS 诱导的 TNF-α、IL-1β 等促炎因子,提升 IL-10),为免疫治疗提供新方向。
在对抗感染与肿瘤的免疫战场中,人体天然免疫防线的高效运作至关重要。中性粒细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞(NK 细胞)作为前线 “战士”,虽能快速响应病原体和异常细胞,但如何进一步激发它们的潜能、平衡免疫应答,仍是免疫学与医学领域亟待突破的难题。现有免疫调节剂可能存在稳定性差、靶向性不足或副作用等问题,因此寻找安全、高效的新型天然免疫激活剂成为迫切需求。
来自沙特阿拉伯努拉公主大学(Princess Nourah bint Abdulrahman University)的研究团队,针对铜绿假单胞菌来源的天青蛋白(azurin)开展研究,通过纳米技术将其制备为纳米天青蛋白颗粒(nano-azurin),首次系统探究其对天然免疫细胞功能的调控作用。该研究成果发表于《Enzyme and Microbial Technology》,为开发新型免疫治疗策略提供了重要科学依据。
研究主要采用以下关键技术方法:
- 纳米颗粒制备:将天青蛋白与纳米壳聚糖溶液混合,通过离心、干燥获得纳米天青蛋白颗粒(粒径约 100 nm)。
- 细胞功能检测:包括中性粒细胞对空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)的杀菌能力及肿瘤细胞增殖抑制实验;巨噬细胞对蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)等细菌的吞噬活性检测;NK 细胞对多种肿瘤细胞系的细胞毒性测定。
- 细胞因子分析:通过检测脂多糖(LPS)诱导下肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 1β(IL-1β)、IL-6 和 IL-10 等细胞因子的水平变化,评估免疫调节效应。
研究结果
纳米天青蛋白增强中性粒细胞抗菌与抗癌功能
在 0.1–1 μg/mL 浓度范围内,纳米天青蛋白显著提升中性粒细胞对空肠弯曲菌和粪肠球菌的杀伤效率,分别从基线值约 15% 和 7% 提升至 83% 和 76%。单独使用纳米天青蛋白仅能部分抑制细菌生长,而与中性粒细胞联合时可完全清除培养物中的细菌接种物。此外,中性粒细胞在纳米天青蛋白作用下,对肿瘤细胞的增殖抑制能力显著增强,呈现剂量依赖性。
纳米天青蛋白促进巨噬细胞吞噬活性并调节细胞因子平衡
巨噬细胞的吞噬活性在纳米天青蛋白处理后呈剂量依赖性增强,对蜡样芽孢杆菌的吞噬能力在 1 μg/mL 时提升达 404.6%。在细胞因子调控方面,纳米天青蛋白可显著抑制 LPS 诱导的 TNF-α、IL-1β、IL-6 等促炎细胞因子产生,同时使抗炎细胞因子 IL-10 水平较单独 LPS 处理组升高达 441.9%,显示出对免疫炎症反应的双向调节作用。
纳米天青蛋白激活 NK 细胞杀伤功能与细胞因子分泌
NK 细胞经纳米天青蛋白处理后,对多种肿瘤细胞系的细胞毒性显著增强,达到与白细胞介素 - 2(IL-2)刺激相当的水平。同时,NK 细胞分泌的 γ- 干扰素(IFN-γ)和 TNF-α 水平升高,表明其介导的免疫应答被有效激活。
研究结论与讨论
本研究证实,纳米天青蛋白通过增强中性粒细胞、巨噬细胞和 NK 细胞的功能,展现出显著的抗菌、抗癌活性,并能通过调节细胞因子网络平衡免疫反应。其纳米颗粒形式通过提高稳定性、生物利用度及靶向性,克服了天然蛋白的局限性,为开发新型免疫治疗药物提供了创新思路。
值得关注的是,纳米天青蛋白在增强免疫细胞功能的同时,能够抑制过度炎症反应,这种双重调节特性使其在感染性疾病、肿瘤治疗及炎症相关疾病中具有潜在应用价值。未来研究可进一步探索其在体内模型中的作用机制及安全性,推动从实验室到临床转化的进程。该研究不仅拓展了天然免疫调节领域的认知,也为基于纳米技术的蛋白药物开发提供了新范式。