手性是生物和非生物形式物質的一種統一的結構度量。在過去的十年里，人們在了解手性無機納米粒子的化學和物理方面，已經取得了相當明顯的進展；然而，關于它們對復雜生化網絡的影響，人們所知甚少。
生物分子和無機納米顆粒的分子間相互作用具有一些共性，但這些結構在尺度、幾何形狀和手性形狀動力學方面存在差異，這既會阻礙也會增強它們的鏡像不對稱復合物。
在此，來自 美國密歇根大學的Nicholas A. Kotov &江南大學的匡華和胥傳來 等研究者發現：非手性 和左旋 和右旋的仿生金納米顆粒 ，在體外 和體內 表現出不同的免疫反應 。相關論文以題為“Enantiomer-dependent immunological response to chiral nanoparticles ”于2022年01月19日發表在 Nature 上。
手性無機納米結構，可通過多種方法獲得，由于其具有較強的手性活性和自組裝能力，在光電子學、傳感器和對映選擇性催化等領域，具有重要的應用價值。外消旋無機納米顆粒，可以激活免疫系統，納米級的手性可以調節其免疫特性，因為控制免疫反應的蛋白-蛋白復合物也具有納米級的尺寸和鏡像不對稱。
盡管化學作用力的共性以及有可能與蛋白質形成鎖鑰復合物，但無機納米粒子核的剛性，可能會極大地阻礙免疫系統對納米粒子對映體的識別，因為生物分子復雜形狀的動態適應，往往需要鎖和鑰匙的相互作用。蛋白質冠的形成，也可能掩蓋了粒子核幾何形狀的不對稱性。通過研究具有強鏡像不對稱的納米顆粒對免疫細胞的激活，將有助于闡明納米手性在系統水平生物反應中的作用，并為基于手性的納米疫苗佐劑設計提供方法。
仿生納米粒子，表現出分子和納米尺度的手性，與表面配體和納米粒子整體的幾何形狀相對應。這兩種手性尺度，都可以在細胞信號網絡的激活中發揮作用，研究者在這里工作的一個重要任務，就是區分它們的生物效應。然而，由于典型的手性納米顆粒的合成涉及分子和納米級手性的耦合，很難明確地將生物效應指定給其中一個或另一個。
為了解決這個難題，在此，研究者采用了一種通過圓偏振光 (CPL)或線偏振光 ，照射種子顆粒 制備金納米顆粒對映體的光合方法 。在保證化學參數不變的情況下，通過改變光照參數可以改變納米顆粒的不對稱程度。研究者發現，發現非手性和左旋和右旋的仿生金納米顆粒，在體外和體內表現出不同的免疫反應。利用圓偏振光(CPL)輻照制備手性可控、光學各向異性因子(g因子)高達0.4的納米顆粒。
研究者發現，納米顆粒與粘附G-蛋白偶聯受體(AGPCRs)家族中的兩種蛋白結合——即CD97簇分化蛋白和表皮生長因子樣模塊受體1 (EMR1)——結果是力學敏感鉀離子流出通道的打開，炎癥小體免疫信號復合物的產生，以及小鼠骨髓源樹突狀細胞的成熟。體內和體外的免疫反應均單調依賴于納米粒子的g因子，表明納米尺度的手性可用于調節免疫細胞的成熟。最后，作為H9N2流感病毒疫苗的佐劑，左手型納米顆粒的效率比右手型納米顆粒高得多(1,258倍)，這為納米手性在免疫學上的應用開辟了一條道路。
圖1. 光合成手性納米粒子(NPs)的形貌和光譜研究 據悉，這有可能是江南大學第一次以通訊單位在Nature主刊上發文。有趣的是，江南大學第一次在Nature子刊發文的作者，也是胥傳來教授，而距今也不過短短八年多的時間。由此可見，這十多年間，國內眾多高校科研能力進步明顯(盡管論文不代表一切，但至少也是進步的一種體現，實現了“0”到“1”的進步。) 胥傳來，博士，國務院政府特殊津貼專家；中組部科技創新領軍人才；科技部重點領域“食品安全”創新團隊負責人；江蘇省“333工程”第一層次中青年首席科學家；國家科技進步二等獎4次（2007，2/10；2009，3/10；2011，2/10；2017，1/10）；第二十二屆中國專利銀獎；英國皇家化學會RSC Fellow；RSC Advances, Associate Editor；Food and Agricultural Immunology, Editor in Chief.。 匡華，博士，2009至今，江南大學食品學院任教；2012.12-2013.12 香港城市大學 入選人才計劃：2019 國家自然科學基金委杰出青年基金；2016 科技部中青年科技領軍人才；2015 國家自然科學基金委優秀青年基金；2014 中組部“青年拔尖人才”計劃；2014 江蘇省杰出青年基金；2012 教育部“新世紀優秀人才”計劃 編委&副主編：Science Bulletin (Material Science), Associate editor，2015-2017；Journal of Materials Chemistry C Advisory, Board Member；International Journal of Food Science & Technology, Guest editor；Food and Agricultural Immunology, Associate editor；《中國食品衛生雜志》 編委；《包裝工程》雜志專家委員會委員 Nicholas A. Kotov教授，于2008年至今一直擔任美國密歇根大學安娜堡分校化學工程系，生物醫學工程系，材料科學與工程系教授。Kotov教授是納米材料領域知名專家，在Nature、Science、Nature Materials,Nature Nanotechnology等國際知名期刊發表論文300余篇，研究結果多次作為著名期刊的封面，多次被國際新聞媒體和學術雜志如The New York Times、The Washington Time、Nature等專題報道。Kotov教授獲得幾十次國際大獎，其中包括MRS Medal, Best of What’s New Award, Highly Influential Researcher in Materials Science等。他的研究成果曾獲Nanotech Brief Top 50 Award、Wired Magazine Top 10 discoveries、NSF CAREER等多項獎勵。擔任過ACS NANO雜志的副主編和Langmuir、Chemistry of Materials、Advanced Functional Materials、Nanoscale等七個國際著名期刊的編委。截止2022年01月，SCI統計所發表論文他引66401多次, H指數為134。 Xu, L., Wang, X., Wang, W.?et al.?Enantiomer-dependent immunological response to chiral nanoparticles.?Nature ?601,?366–373 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04243-2 原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04243-2#citeas
http://foodsci.jiangnan.edu.cn/szdw/js/K/kh.htm
http://foodsci.jiangnan.edu.cn/szdw/js/X/xcl.htm
http://foodsci.jiangnan.edu.cn/info/1106/4700.htm
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