一种基于金属有机框架仿生矿化提高病毒样颗粒热稳定性的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于金属有机框架仿生矿化提高病毒样颗粒(VLPs)热稳定性的方法。本发明专利技术运用二甲基咪唑与硝酸锌配位作用成功将VLPs包封在沸石咪唑框架

【技术实现步骤摘要】
一种基于金属有机框架仿生矿化提高病毒样颗粒热稳定性的方法


[0001]本专利技术涉及一种提高病毒样颗粒热稳定性的方法，尤其涉及一种基于金属有机框架仿生矿化提高病毒样颗粒热稳定性的方法。本专利技术属于医药


技术介绍

[0002]近年来，病毒样颗粒(Virus like particles,VLPs)在疾病预防、控制、免疫治疗和纳米技术研究领域等方面发挥着至关重要的作用。VLPs由病毒体的主要结构蛋白组成，不含病毒基因组具有较高的安全性，而且VLPs具有天然病毒相似的结构，易被抗原呈递细胞(APCs)识别和摄取，进而诱发良好的免疫反应，表现出优异的免疫原性和反应原性。因此，VLPs因其自身安全性、生产简便性以及免疫特性而成为现代疫苗研究的热点。
[0003]目前，关于VLPs疫苗相关的报道已超过110种。其中，乙型肝炎病毒(HBV)和人乳头瘤病毒(HPV)VLPs疫苗已获批并用于预防相关疾病。
[0004]口蹄疫(Foot
‑
and
‑
mouth,FMD)是由口蹄疫病毒(Foot
‑
and
‑
mouth virus,FMDV)引发的一种严重的、高度传染性疾病，主要感染偶蹄动物，每次暴发都造成巨大的经济损失，严重影响畜牧业的健康发展。现在很多国家都通过疫苗接种来控制FMD。
[0005]灭活疫苗在控制FMD方面做出重要贡献，但生产中存在动用活毒及散毒等风险。FMD VLPs不仅具有良好的安全性与诱导较高的免疫反应，而且可以区分感染动物与免疫动物，进一步促进FMD的净化。
[0006]VLPs与天然病毒一样，需要在低温下保存以保持其完整性和免疫效力。因此，几乎所有市售疫苗，包括基于VLPs的疫苗，从生产到交付都需要持续冷藏以保证疫苗效力，冷藏运输与保存约占疫苗总成本的80％。为此，许多研究致力于提高疫苗的热稳定性，以延长储存期，减少对冷链的依赖。
[0007]仿生矿化已被开发为提高疫苗热稳定性的有效策略，例如，使用钙矿化、二氧化硅矿化来保护VLPs,以提高其稳定性。金属有机骨架(Metal organic frame,MOF)具有在温和条件下易于合成、化学性质稳定、良好生物相容性和热稳定性等优点，有望成为稳定和提高蛋白质稳定性的另一种矿化方法。具体来说，以甲基咪唑作为连接体，锌离子等金属元素离子作为中心离子，通过配位作用形成MOF。
[0008]MOF被报道已作为纳米载体用于封装一些模型蛋白质与病毒，如牛血清白蛋白(BSA)、卵清蛋白(OVA)、烟草花叶病毒(TMV)等，以提高其热稳定性。然而，使用MOF作为矿化策略来提高VLPs疫苗的热稳定性和免疫原性的报道较少。
[0009]本专利技术人课题组在口蹄疫病毒样颗粒疫苗方面已经研究了数十年，在矿化口蹄疫方面也具有深入的研究基础。本专利技术设计了一种基于沸石咪唑框架
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8(ZIF
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8)的仿生系统，该系统可为VLPs提供框架保护。VLPs
‑
ZIF
‑
8复合材料是通过简便的一种仿生方法制备的，具有出色的生物安全性和高温稳定性。VLPs
‑
ZIF
‑
8的外壳也使VLPs能够从溶酶体中逃逸并释放到细胞质中以触发良好的细胞免疫反应。体外和体内实验均表明，仿生VLPs
‑
ZIF
‑
8具
有优异的热稳定性，并诱导强烈的体液和细胞免疫。
[0010]因此，本专利技术的提出为提高VLPs同类疫苗产品稳定性提供了新的技术手段。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种基于金属有机框架仿生矿化提高病毒样颗粒疫苗热稳定性的方法，用于解决现有VLPs疫苗热稳定性差，需要冷藏运输的问题。并通过形成的MOF进一步提高细胞摄取量及免疫应答水平。
[0012]为了达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0013]本专利技术的一种基于金属有机框架仿生矿化提高病毒样颗粒(Virus like particles,VLPs)热稳定性的方法，其包括如下步骤：
[0014](1)向待包封的病毒样颗粒溶液中加入二甲基咪唑溶液，充分混匀；
[0015](2)向步骤(1)的混合溶液中加入硝酸锌溶液，充分混匀进行反应；
[0016](3)待步骤(2)反应完全后，再次加入二甲基咪唑溶液与硝酸锌溶液进行混合，反应20min；
[0017](4)待步骤(3)反应完全，超声分散后加入高浓度的二甲基咪唑溶液与高浓度的硝酸锌溶液，混合均匀，反应1
‑
3h，优选为1h；
[0018](5)待步骤(4)完成，通过离心收集复合物，即得到具有热稳定性的金属有机框架包封的病毒样颗粒。
[0019]其中，优选的，所述的病毒样颗粒为O型口蹄疫病毒样颗粒、A型口蹄疫病毒样颗粒、猪细小病毒样颗粒、犬细胞病毒样颗粒、猪圆环病毒样颗粒、猪塞内卡病毒样颗粒、猪水泡病毒样颗粒、南非1型口蹄疫病毒样颗粒、南非2型口蹄疫病毒样颗粒、南非3型口蹄疫病毒样颗粒中的一种，更优选的，所述的病毒样颗粒为O型口蹄疫病毒样颗粒。
[0020]其中，优选的，步骤(1)、步骤(3)中，所述的二甲基咪唑溶液的浓度为80
‑
120mM，所述的病毒样颗粒溶液与二甲基咪唑溶液的体积比为1:4.5；更优选的，所述的二甲基咪唑溶液的浓度为80mM。
[0021]其中，优选的，步骤(1)中所述的病毒样颗粒溶液中病毒样颗粒的含量为300
‑
1000μg/mL，更优选的，病毒样颗粒的含量为400
‑
600μg/mL。
[0022]其中，优选的，步骤(2)、步骤(3)中，所述的硝酸锌溶液的浓度为20
‑
30mM，所述的病毒样颗粒溶液与硝酸锌溶液的体积比为1:0.5；优选的，所述的硝酸锌溶液的浓度为20mM。
[0023]其中，优选的，所述的反应的温度为0
‑
10℃，更优选的，反应的温度为4℃。
[0024]其中，优选的，步骤(4)中，高浓度的2
‑
甲基咪唑溶液的浓度为2M，高浓度的硝酸锌溶液的浓度为200mM，所述的病毒样颗粒溶液与高浓度的2
‑
甲基咪唑溶液以及高浓度的硝酸锌溶液的体积比为1：0.1
‑
0.2：0.05
‑
0.1。
[0025]按照以上任一项所述的方法制备得到的病毒样颗粒也在本专利技术的保护范围之内，所述的病毒样颗粒为二甲基咪唑与硝酸锌配位形成的ZIF
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8包封的病毒样颗粒。
[0026]进一步的，本专利技术还提出了一种病毒样颗粒热稳定性疫苗，所述的病毒样颗粒热稳定性疫苗中含有所述的病毒样颗粒。
[0027]其中，优选的，所述的病毒样颗粒为O型口蹄疫病毒样颗粒、A型口蹄疫病毒样颗
粒、猪细小病毒样颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金属有机框架仿生矿化提高病毒样颗粒(Viruslike particles,VLPs)热稳定性的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)向待包封的病毒样颗粒溶液中加入二甲基咪唑溶液，充分混匀；(2)向步骤(1)的混合溶液中加入硝酸锌溶液，充分混匀，反应10min；(3)待步骤(2)反应完全后，再次加入二甲基咪唑溶液与硝酸锌溶液进行混合，反应20min；(4)待步骤(3)反应完全，超声分散后加入高浓度的二甲基咪唑溶液与高浓度的硝酸锌溶液，混合均匀，反应1
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3h，优选为1h；(5)待步骤(4)完成，通过离心收集复合物，即得到具有热稳定性的金属有机框架包封的病毒样颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的病毒样颗粒为O型口蹄疫病毒样颗粒、A型口蹄疫病毒样颗粒、猪细小病毒样颗粒、犬细小病毒样颗粒、猪圆环病毒样颗粒、猪塞内卡病毒样颗粒、猪水泡病毒样颗粒、南非1型口蹄疫病毒样颗粒、南非2型口蹄疫病毒样颗粒、南非3型口蹄疫病毒样颗粒中的一种，优选的，所述的病毒样颗粒为O型口蹄疫病毒样颗粒。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(3)中，所述的二甲基咪唑溶液的浓度为80
‑
120mM，所述的病毒样颗粒溶液与二甲基咪唑溶液的体积比为1:4.5；优选的，所述的二甲基咪唑溶液的浓度为80mM。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的病毒样颗粒溶液中病毒样颗粒的含量为300
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1000μg/mL，优选的，病毒样颗粒的含量为400
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭慧琛，孙世琪，滕志东，白满元，张韵，宋河涛，李家俊，董虎，吴金恩，丁耀忠，尹双辉，
申请(专利权)人：中国农业科学院兰州兽医研究所，
类型：发明
国别省市：