登革病毒血清特异型人源中和抗体对抗体依赖性感染增强(ADE)的抑制及分子机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81902059
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2106.虫媒病毒与感染
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Dengue virus has four serotypes. Primary infection of dengue virus induces life-long protection against the same serotype. Secondary infection of a different serotype is the major risk factor for dengue hemorrhagic fever. Human antibody responses are dominated by non- and weakly-neutralizing antibodies, which are cross-reactive with multiple virus serotypes. These antibodies mediate viral infection of monocytes, causing antibody-dependent enhancement (ADE). Previous studies demonstrate: 1) not all neutralizing antibodies are able to inhibit ADE; 2) whether a neutralizing antibody can inhibit ADE depends on its ability to compete with the immunodominant non- and weakly-neutralizing antibodies for virus binding. It is generally recognized that serotype-specific neutralizing antibodies are the major component of the protective immune response against dengue virus. Here we found that human serotype-specific neutralizing antibodies target various epitopes, and a portion of these epitopes do not overlap with those of non- and weakly-neutralizing antibodies. Based on these preliminary results, we hypothesize that: 1) not all serotype-specific neutralizing antibodies are able to inhibit ADE; 2) besides competing with non- and weakly-neutralizing antibodies for virus binding, serotype-specific neutralizing antibodies can inhibit ADE by alternative mechanisms. This study aims to evaluate the ability of serotype-specific neutralizing antibodies in ADE inhibition. Furthermore, by a combination of fluorescent-labeled virus, confocal microscopy and cryo-electron microscopy, the molecular mechanism of ADE inhibition will be studied. The anticipated result will improve our understanding of ADE inhibition by dengue virus neutralizing antibodies, which could have significant impacts on vaccine and therapeutic antibody development.
登革病毒有四种血清型,初次感染病毒对同血清型终生免疫,二次感染不同血清型是登革出血热的主要风险因素。人体免疫应答产生大量与多血清型病毒交叉反应的非中和、弱中和抗体,介导病毒感染单核细胞,引起抗体依赖性感染增强(ADE)。研究发现:1)中和抗体并不都能抑制ADE;2)一种抗体是否抑制ADE取决于其能否与非中和、弱中和抗体竞争结合病毒。一般认为血清特异型中和抗体对登革病毒感染起主要保护作用。申请人前期研究发现人源血清特异型中和抗体抗原表位多样,且部分不与非中和、弱中和抗体重合。据此我们提出假说:1)血清特异型中和抗体并不都能抑制ADE;2)除了与非中和、弱中和抗体竞争结合病毒,存在其他抑制ADE的机制。本课题将验证血清特异型中和抗体抑制ADE的功能,结合荧光标记病毒、共聚焦显微镜和冷冻电镜等方法分析其分子机制。预期结果将提高对中和抗体抑制ADE的认识,对疫苗和治疗性抗体的开发产生重要影响。

结项摘要

登革病毒有四种血清型,初次感染病毒对同血清型终生免疫,二次感染不同血清型是登革出血热的主要风险因素。人体免疫应答产生大量与多血清型病毒交叉反应的非中和、弱中和抗体,介导病毒感染单核细胞,引起抗体依赖性感染增强(ADE)。研究发现:1)中和抗体并不都能抑制ADE;2)一种抗体是否抑制ADE取决于其能否与非中和、弱中和抗体竞争结合病毒。一般认为血清特异型中和抗体对登革病毒感染起主要保护作用。申请人前期研究发现人源血清特异型中和抗体抗原表位多样,且部分不与非中和、弱中和抗体重合。近期研究报道,靶向包膜蛋白结构域III非免疫优势的抗体具有开发成治疗性抗体的潜力。本课题围绕一株靶向非免疫优势表位的中和抗体,结合结构分析与分子动力学模拟,预测能够提高其与多种血清型病毒抗原形成新的相互作用(如盐桥)的突变。由于登革热病毒不同血清型间序列区别较大,模拟结果发现对于不同的血清型,突变体将与不同抗原形成不同的新相互作用。实验结果证实了所设计突变能够提高抗体与多种血清型登革热病毒重组抗原的亲和力。已知中和抗体在亚中和浓度下能引起ADE,本研究所设计的抗体可能具有更狭窄的引起ADE的浓度窗口,具有一定的应用潜力。进一步研究将着重于提高抗体与登革热血清四型病毒的结合能力,实现对全部四种血清型登革热病毒的结合与中和。这可能将依赖于基于机器学习的蛋白设计与高通量筛选新方法。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Transfer inhibitory potency prediction to binary classification: A model only needs a small training set
将抑制效力预测转移到二元分类:模型只需要一个小的训练集
  • DOI:
    10.1016/j.cmpb.2022.106633
  • 发表时间:
    2022-01-25
  • 期刊:
    COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Dou, Haowen;Tan, Jie;Zhou, Teng
  • 通讯作者:
    Zhou, Teng
Enhancing the thermostability of a mono- and diacylglycerol lipase from Malassizia globose by stabilizing a flexible loop in the catalytic pocket
通过稳定催化口袋中的柔性环来增强球状马拉西菌单酰基甘油和二酰基甘油脂肪酶的热稳定性
  • DOI:
    10.1016/j.enzmictec.2021.109849
  • 发表时间:
    2021-06-15
  • 期刊:
    ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Xing,Yan-Ni;Tan,Jie;Wang,Jiaqi
  • 通讯作者:
    Wang,Jiaqi
Charged Residue Implantation Improves the Affinity of a Cross-Reactive Dengue Virus Antibody.
带电残基植入提高了交叉反应性登革热病毒抗体的亲和力
  • DOI:
    10.3390/ijms23084197
  • 发表时间:
    2022-04-11
  • 期刊:
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Glycine Substitution of Residues with Unfavored Dihedral Angles Improves Protein Thermostability
具有不利二面角的残基的甘氨酸取代提高了蛋白质的热稳定性
  • DOI:
    10.3390/catal12080898
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Catalysts
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhili Lu;Qiaoxian Zhong;Jingxian Li;Bingjie Zhou;Yan-Ni Xing;Kaien Liu;Kexin Cao;Dongming Lan;Teng Zhou;Yonghua Wang;Jiaqi Wang
  • 通讯作者:
    Jiaqi Wang
Small dataset solves big problem: An outlier-insensitive binary classifier for inhibitory potency prediction
小数据集解决大问题:用于抑制效力预测的异常值不敏感二元分类器
  • DOI:
    10.1016/j.knosys.2022.109242
  • 发表时间:
    2022-09-05
  • 期刊:
    KNOWLEDGE-BASED SYSTEMS
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Zhou,Teng;Dou,Haowen;Wang,Jiaqi
  • 通讯作者:
    Wang,Jiaqi

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其他文献

基于特征归因和泰勒展开引导重要度评价的梯度流剪枝
  • DOI:
    10.1360/ssi-2021-0172
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    中国科学:信息科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高畅;王家祺;景丽萍;于剑
  • 通讯作者:
    于剑

其他文献

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王家祺的其他基金

计算辅助多态设计提高抗病毒中和抗体结合广度
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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