近日，biwn必赢宋彦龄教授和上海交通大学医学院杨洋研究员合作，在新冠中和适体治疗领域取得新进展，相关成果以"Spatially Patterned Neutralizing Icosahedral DNA Nanocage for Efficient SARS-CoV-2 Blocking"为题，发表于《美国化学会志》（J. Am. Chem .Soc. DOI：10.1021/jacs.2c02764）。
SARS-CoV-2病毒的全球传播，极大的威胁着人类的生命健康，并影响着人们正常生活以及经济发展。SARS-CoV-2不断出现的突变株易造成现有中和抗体和预防性疫苗的抑制逃逸。因此，需要发展多重、高效、广普的预防和治疗策略。前期课题组相继发展了单价适体（Anal. Chem. 2020, 92, 14, 9895-9900），环状二价适体（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 10266–10272）以及球形适体（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143 (51), 21541–21548）等策略。然而，尽管多价球形核酸适体较二价和单价适体有显著提高的中和效果；但无序球形核酸适体缺乏拓扑精准可控能力，难以精准可控调节适体分布，易造成大量适体浪费。
结构生物学家揭示了SARS-CoV-2 Spike蛋白的三聚体形式以及其在SARS-CoV-2颗粒上分布的随机性，并提出三聚体的构象变化将影响其侵染程度。因此，本研究采用正二十面体DNA折纸框架构建具有精确空间位置的SARS-CoV-2中和适体（IDNA-30），形成拓扑多位点中和，阻断Spike三聚体与宿主ACE2的相互作用。首先，IDNA-30的每个三角形平面由三个精确位置的适体组成，它们较好的匹配新冠病毒的Spike三聚体拓扑结构，从而形成多价空间模式中和。其次，正二十面体作为具有最多正三角形面的正多边形，可通过多个结合位点和大小适中的尺寸，诱导病毒聚集，进一步提高阻断效率。再者，每条边四个双螺旋的设计使得刚性的IDNA-30不仅可以形成空间屏障，阻断病毒与宿主细胞结合，还可以锁定Spike三聚体，限制其构象转化，从而进一步抑制病毒膜融合。这种空间匹配的中和策略为组装中和试剂以增强新冠病毒感染的抑制作用和对抗其他致病病毒提供了一个新的方向。
该工作在biwn必赢宋彦龄教授和上海交通大学医学院杨洋研究员的共同指导下完成。biwn必赢2021级博士生张佳露和上海交通大学医学院博士生徐芸芸为论文的共同第一作者。真病毒相关实验由香港大学刘斯文博士后完成。香港大学李嘉诚医学院陈鸿霖教授和biwn必赢杨朝勇教授为该研究提供了宝贵的意见。研究工作得到国家重点研发计划(2018YFA0902600)、国家自然科学基金项目(22022409、21735004、21874089、21977069)等资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02764
