CpG序列的免疫激活机理及应用
CpG,1CpG序列的免疫激活机理
未甲基化CpG的寡核苷酸片段(CpG oligonucleotides，CpG ODN)是细菌DNA的免疫刺激作用的最小作用单位，广泛存在于细菌DNA中[1]。CpG是以未甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸(CpG)为核心的回文序列，5′端为2个嘌呤,3′端为2个嘧啶,即5′PurPurCGPyrPyr3′。该序列在原核生物、病毒基因组中出现的频率为1/16,通常是非甲基化的；而在脊椎动物的出现频率则大大的降低,且通常甲基化。脊椎动物正是通过这种差异来识别自体和异体CpG；而哺乳动物细胞则是通过TLR9(Tolllike receptor 9, TLR9)识别细菌未甲基化CpG基元[2]，触发一系列机体防御机制，包括补体激活、吞噬作用和致炎细胞因子基因的表达。目前已知具有较强免疫刺激作用的CpG DNA序列包括5'TCCATGACGTTCCTGACGTT3′等。以未甲基化的CpG为核心的寡聚脱氧核苷酸具有强烈的免疫激活功能。1995年Krieg[1]等发现人工合成的和细菌来源的包含未甲基化CpG DNA片段都能诱导B细胞增殖、分化、并产生抗体。当CpG的5′端为两个嘌呤脱氧核苷酸，3′端为两个嘧啶脱氧核苷酸时，DNA片段能激活95%的脾脏B细胞。1996年Sato[2]等进一步证明细菌质粒中以CpG为核心的一些免疫激活序列(ISS)对于基因疫苗免疫活性的产生是必不可缺的。近年来，随着对CpG序列免疫激活功能的研究深入，CpG序列作为疫苗佐剂的应用潜力正引起越来越广泛的兴趣。2005年4月，Krieg参与创建的美国CpG免疫药剂公司(CpG Immuno Pharmaceuticals)，开始了一种CpG免疫佐剂的I期临床试验[3]，这标志着以CpG序列为基础的免疫激活技术进入了新的发展阶段。
1 CpG序列的免疫激活机理
未甲基化的CpG二核苷酸在原核生物基因组DNA中以一定的频率随机存在。而在脊椎动物基因组DNA中的CpG频率相对很低，体现一种CpG抑制(CpG suppression)。原因可能是动物基因组中的CpG都以5mCpG的形式存在，即胞嘧啶(C)在5′位甲基化，而5mC容易突变为胸腺嘧啶(T)，导致CpG在动物基因组中出现的频率只有随机频率的20%[4,5]。哺乳动物细胞通过TLR9识别细菌未甲基化CpG基元[6]，触发一系列机体防御机制包括补体激活、吞噬作用和致炎细胞因子基因的表达。目前已知具有较强免疫刺激作用的CpGDNA序列包括5′TCCATGACGTTCCTGACGTT3′等 ......
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