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手性是生物和非生物形式物质的一种统一的结构度量。在过去的十年里，人们在了解手性无机纳米粒子的化学和物理方面，已经取得了相当明显的进展；然而，关于它们对复杂生化网络的影响，人们所知甚少。
生物分子和无机纳米颗粒的分子间相互作用具有一些共性，但这些结构在尺度、几何形状和手性形状动力学方面存在差异，这既会阻碍也会增强它们的镜像不对称复合物。
在此，来自美国密歇根大学的Nicholas A. Kotov &江南大学的匡华和胥传来等研究者发现：非手性和左旋和右旋的仿生金纳米颗粒，在体外和体内表现出不同的免疫反应。相关论文以题为“Enantiomer-dependent immunological response to chiral nanoparticles”于2022年01月19日发表在Nature上。
手性无机纳米结构，可通过多种方法获得，由于其具有较强的手性活性和自组装能力，在光电子学、传感器和对映选择性催化等领域，具有重要的应用价值。外消旋无机纳米颗粒，可以激活免疫系统，纳米级的手性可以调节其免疫特性，因为控制免疫反应的蛋白-蛋白复合物也具有纳米级的尺寸和镜像不对称。
尽管化学作用力的共性以及有可能与蛋白质形成锁钥复合物，但无机纳米粒子核的刚性，可能会极大地阻碍免疫系统对纳米粒子对映体的识别，因为生物分子复杂形状的动态适应，往往需要锁和钥匙的相互作用。蛋白质冠的形成，也可能掩盖了粒子核几何形状的不对称性。通过研究具有强镜像不对称的纳米颗粒对免疫细胞的激活，将有助于阐明纳米手性在系统水平生物反应中的作用，并为基于手性的纳米疫苗佐剂设计提供方法。
仿生纳米粒子，表现出分子和纳米尺度的手性，与表面配体和纳米粒子整体的几何形状相对应。这两种手性尺度，都可以在细胞信号网络的激活中发挥作用，研究者在这里工作的一个重要任务，就是区分它们的生物效应。然而，由于典型的手性纳米颗粒的合成涉及分子和纳米级手性的耦合，很难明确地将生物效应指定给其中一个或另一个。
为了解决这个难题，在此，研究者采用了一种通过圆偏振光(CPL)或线偏振光，照射种子颗粒制备金纳米颗粒对映体的光合方法。在保证化学参数不变的情况下，通过改变光照参数可以改变纳米颗粒的不对称程度。研究者发现，发现非手性和左旋和右旋的仿生金纳米颗粒，在体外和体内表现出不同的免疫反应。利用圆偏振光(CPL)辐照制备手性可控、光学各向异性因子(g因子)高达0.4的纳米颗粒。
研究者发现，纳米颗粒与粘附G-蛋白偶联受体(AGPCRs)家族中的两种蛋白结合——即CD97簇分化蛋白和表皮生长因子样模块受体1 (EMR1)——结果是力学敏感钾离子流出通道的打开，炎症小体免疫信号复合物的产生，以及小鼠骨髓源树突状细胞的成熟。体内和体外的免疫反应均单调依赖于纳米粒子的g因子，表明纳米尺度的手性可用于调节免疫细胞的成熟。最后，作为H9N2流感病毒疫苗的佐剂，左手型纳米颗粒的效率比右手型纳米颗粒高得多(1,258倍)，这为纳米手性在免疫学上的应用开辟了一条道路。
图1. 光合成手性纳米粒子(NPs)的形貌和光谱研究
图2. 光合成纳米粒子的电磁场定量和手性测量
图3. 纳米粒子-介导免疫反应
图4. 手性依赖的BMDCs的细胞内摄入
据悉，这有可能是江南大学第一次以通讯单位在Nature主刊上发文。有趣的是，江南大学第一次在Nature子刊发文的作者，也是胥传来教授，而距今也不过短短八年多的时间。由此可见，这十多年间，国内众多高校科研能力进步明显(尽管论文不代表一切，但至少也是进步的一种体现，实现了“0”到“1”的进步。)
作者简介
胥传来，博士，国务院政府特殊津贴专家；中组部科技创新领军人才；科技部重点领域“食品安全”创新团队负责人；江苏省“333工程”第一层次中青年首席科学家；国家科技进步二等奖4次（2007，2/10；2009，3/10；2011，2/10；2017，1/10）；第二十二届中国专利银奖；英国皇家化学会RSC Fellow；RSC Advances, Associate Editor；Food and Agricultural Immunology, Editor in Chief.。
匡华，博士，2009至今，江南大学食品学院任教；2012.12-2013.12 香港城市大学
入选人才计划：2019 国家自然科学基金委杰出青年基金；2016 科技部中青年科技领军人才；2015 国家自然科学基金委优秀青年基金；2014 中组部“青年拔尖人才”计划；2014 江苏省杰出青年基金；2012 教育部“新世纪优秀人才”计划
编委&副主编：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；《中国食品卫生杂志》 编委；《包装工程》杂志专家委员会委员
Nicholas A. Kotov教授，于2008年至今一直担任美国密歇根大学安娜堡分校化学工程系，生物医学工程系，材料科学与工程系教授。Kotov教授是纳米材料领域知名专家，在Nature、Science、Nature Materials,Nature Nanotechnology等国际知名期刊发表论文300余篇，研究结果多次作为著名期刊的封面，多次被国际新闻媒体和学术杂志如The New York Times、The Washington Time、Nature等专题报道。Kotov教授获得几十次国际大奖，其中包括MRS Medal, Best of What’s New Award, Highly Influential Researcher in Materials Science等。他的研究成果曾获Nanotech Brief Top 50 Award、Wired Magazine Top 10 discoveries、NSF CAREER等多项奖励。担任过ACS NANO杂志的副主编和Langmuir、Chemistry of Materials、Advanced Functional Materials、Nanoscale等七个国际著名期刊的编委。截止2022年01月，SCI统计所发表论文他引66401多次, H指数为134。
文献信息
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
原文链接：
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
www.umkotov.com
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