病毒衣壳蛋白被广泛用于亚单位疫苗开发,但其生产复杂性和低免疫原性常常阻碍其发展。在这里,我们报告了一种通过将 mRNA 疫苗技术与蛋白质工程相结合来克服这些挑战的简单方法。以非洲猪瘟病毒 (ASFV) 衣壳蛋白 P72 和五邻体为模型,我们将它们设计成膜结合和分泌形式,并通过 mRNA 疫苗接种将它们的免疫原性与小鼠和猪的天然细胞内形式进行了比较。膜结合和分泌的 P72 和五邻体独立于病毒伴侣折叠成其天然多聚结构,因此保留了它们的构象表位。膜结合的 P72 和五邻体也比其分泌或细胞内的对应物引起明显更强的抗体和 T 细胞反应。我们的研究提供了一种简单的方法 27 来增强病毒衣壳蛋白的折叠、多聚体结构形成和免疫原性 28,用于 ASFV 亚单位疫苗的开发和一般细胞内蛋白质的免疫原性。29 30 31
非洲猪瘟 (ASF) 是一种高度传染性的病毒性出血性疾病,由一种大型、有包膜、双链 DNA 病毒引起,该病毒属于 Asfarviridae 科和 Asfivirus 属。ASF 病毒 (ASFV) 感染猪科动物,包括家猪、野猪和欧亚野猪。非洲野猪(如疣猪和非洲猪)是宿主,但不会表现出疾病迹象。ASF 病毒引起的感染可能是超急性、急性、亚急性或慢性的。极少数情况下,从感染中恢复的猪会成为持续感染的病毒携带者。Ornithodoros 属的软蜱是该病毒的天然节肢动物宿主。人畜共患的可能性可以忽略不计;没有证据表明 ASF 病毒会影响人类。这种疾病已成功从许多养猪量大的发达国家中消除,但在非洲却很流行。在没有 ASF 的国家爆发疫情可能会对生产者造成严重影响,因为猪死亡率高、猪肉和猪肉产品出口减少以及控制和根除该疾病的成本高昂。目前,尚无获批的疫苗或治疗方法。
在全球供应链保持稳定的情况下,粮食和农业部门在危机中表现相对较好。小麦、玉米、大米和大豆期货的投资流未受影响。全球主食库存处于历史最高水平。价格可能会保持稳定,甚至更高。但这还不足以在衰退的底部艰难前行,实现 U 型复苏。未来还会有更多的新冠疫情,这是建立风险管理韧性的难得机会。有四个加速器:数据(和大数据)、技术、创新和适当的补充(治理、机构和人力资本)。数据、创新和技术可以改变农业食品体系;这些补充可以确保转型具有包容性。如果捐助国从现在到 2030 年每年额外支出 140 亿美元(是他们目前在粮食和营养援助上支出的两倍),5 亿人就可以摆脱饥饿。未来十年,每年额外投资 250 至 360 亿美元即可消除饥饿。此类投资将资助一系列低成本、高影响力的干预措施,这些干预措施与四大加速器直接相关:农业研发、农业推广服务、数字农业信息系统、非洲小规模灌溉扩张、女性扫盲培训以及扩大现有社会保护计划和贸易。但仅靠投资是不够的。新冠疫情远未结束。粮食市场继续面临诸多不确定性,包括增长前景疲软、能源和货币市场不稳定、非洲猪瘟卷土重来以及非洲和亚洲的灾难性蝗灾。尽管
SPP 是一种 GXGD 型膜内裂解天冬氨酰蛋白酶,具有 9 个跨膜结构域,可裂解疏水脂质双层中的跨膜蛋白( 1 , 2 )。SPP 在整个进化过程中表现出高度的保守性,广泛存在于各种真核生物中,包括真菌、原生动物、植物和动物( 3 )。它具有广泛的生物学功能:通过消除前体信号肽酶 (SP) 裂解后在内质网 (ER) 中积累的信号肽来调节 ERAD 通路( 4 );与错误折叠的膜蛋白结合并形成参与体内自噬的大型寡聚复合物( 5 );通过水解信号肽来控制正常的免疫监视,促进表位片段的释放,保护细胞免受自然杀伤细胞 (NK) 的攻击 ( 6 );与病毒蛋白相互作用,影响病毒的加工和复制,或作为病毒逃避宿主免疫系统的手段 ( 4 , 7 – 9 )。敲低或抑制 SPP 会极大地影响生物体自身对病毒的抵抗力。SPP 介导的裂解负责将丙型肝炎病毒 (HCV) 核心蛋白引导到脂滴,这是病毒出芽和核衣壳组装的关键步骤。研究表明,使用抑制剂抑制 SPP 可以阻碍 HCV 增殖 ( 7 , 8 , 10 )。在感染过程中,单纯疱疹病毒 (HSV) 利用其糖蛋白 K (gK) 与 SPP 结合,促进 HSV-1 复制。SPP 诱导的敲除小鼠的病毒潜伏期显著缩短,使用 SPP 抑制剂后病毒复制也显著减少 ( 9 , 11 )。SPP 在猪瘟病毒 (CSFV) 核心蛋白的加工和成熟过程中起着重要作用,使用 (Z-LL) 2-酮抑制 SPP 可显著降低 CSFV 的活力 ( 12 )。这些实例凸显了 SPP 在病毒感染中的深远意义,表明针对宿主 SPP 可能是一种非常有效的抗病毒策略。家蚕(Bombyx mori)因其独特的吐丝特性而成为一种经济昆虫。然而,家蚕生产经常受到各种蚕业疾病的困扰。在这些疾病中,BmNPV 是最严重和最昂贵的病毒性疾病,导致严重的蚕业损失。考虑到 SPP 的特性,我们研究了编辑 BmSPP 是否可以提高家蚕对 BmNPV 的抵抗力。我们的预期是编辑 BmSPP 会产生抗性菌株。NPV 是一种存在于多种节肢动物中的杆状病毒,可感染 8 个目 600 多种昆虫,包括鳞翅目、膜翅目、双翅目、鞘翅目等(13)。它是一种具有双链环状 DNA 基因组的 DNA 病毒,因其基因组被包裹在杆状核衣壳中而得名(14)。BmNPV 在感染过程中产生两种类型的病毒颗粒:包涵体衍生病毒 (ODV) 和芽生病毒 (BV)。杆状病毒对宿主幼虫的感染是由 ODV 引起的,随后,BV 导致宿主的全身感染(15)。杆状病毒经口腔进入宿主,经前肠进入中肠,在中肠碱性环境中释放ODV。然后ODV直接与中肠细胞膜融合,释放核衣壳进入细胞质,导致原发性感染(14)。在宿主体内,病毒利用宿主自身的环境在宿主细胞内复制