“膜杰作”是指ACROBiosystems百普赛斯的多次跨膜蛋白技术平台及产品，平台包括“VLP”、“膜蛋白-去垢剂”和“Nanodisc”三大技术平台；产品包括四次跨膜蛋白CD20、Claudin18.2，五次跨膜蛋白CD133，七次跨膜蛋白GPRC5D、CCR5、CCR8等多次跨膜靶点蛋白。
为何起名“膜杰作”，相关工作人员这样解释，“‘杰作’一方面是指平台，我们突破了技术难题，搭建了三大技术平台，为多次跨膜蛋白的成功研发提供了平台保障。第二个方面，当然就是指依托于平台研发出的多次跨膜蛋白产品了，这是我们的‘杰作’。ACRO的多次跨膜蛋白具有全长、天然构象、稳定、高活性、覆盖多应用场景等特点。另外，一个‘杰’字，也是我们的‘技术自信’，我们以杰出的研发能力，服务于更好的生物医药。”
VLP（Virus-like particles）是一种由单个或多个结构蛋白（如衣壳蛋白），自我组装形成的与天然病毒颗粒结构类似的纳米级蛋白颗粒，这些颗粒高度重复且有序，不具有病毒遗传物质，不能自我复制，易侵染进入细胞。VLP明确的结构、稳定性、非感染性以及包封分子的能力，在生物技术、化学和治疗等领域有着广泛的应用1。
由于VLP病毒样外观和多聚抗原的表面结构，进入机体可引发免疫反应，并诱导机体产生高滴度抗体， 因此VLP常用于疫苗的开发。此外，由于VLP的颗粒状结构和较小直径有利于APC的吸收，已知许多VLP候选疫苗具有自佐剂特性，这有利于VLP疫苗配方中逐步淘汰佐剂，既简化了生产过程，又提高了疫苗的安全性。以VLP为基础的预防性疫苗有很多，例如葛兰素史克的Engerix®(HBV)和Cervarix®(HPV)，默克公司的Recombivax HB®(HBV)和Gardasil®(HPV)。
VLP易感染进入细胞，可以在宿主细胞中自组装，产生大分子复合物并释放到细胞介质，常用作递送载体，将DNA、RNA、siRNA、特异性抗体、配体和药物小分子等递送至靶细胞。例如，基于慢病毒开发的VLP介导的CRISPR/Cas9递送，实现了高效安全的基因编辑，极大地扩展了核酸治疗的应用3。
VLP表面具有耐化学修饰的能力，可偶联荧光染料、探针或造影剂等，使其成为体内、外生物成像和活细胞成像的优秀的工具。
此外，VLP还被使用在许多其它领域，包括生物催化、能源生产、纳米材料的开发、抗体纯化、抗原筛选以及组织工程等。
根据亲代病毒的结构，VLP可分为两大类:非包膜VLP和包膜VLP2。
非包膜VLP通常由病原体的一个或多个成分组成，具有自组装成颗粒的能力，不包括任何宿主组分(图A)。这种方法已被用于开发针对HPV等病原体的疫苗，在昆虫细胞中表达的50KD的截短的病毒衣壳蛋白自组装而成的戊型肝炎病毒(HEV)的VLP，已被证明具有高度的免疫原性4。这种方法已被进一步开发，用于产生嵌合的非包膜VLPs，其中疫苗靶点蛋白作为融合伴侣蛋白表达在自组装慢病毒颗粒的表面(图B)。例如，一种抗疟疾疫苗RTS，S是基于在含有HBV表面抗原的VLP表面作为融合伴侣表达的疟疾抗原5。
非包膜VLP生产原理
包膜VLP是相对复杂的结构，重组表达系统自组装成颗粒进入宿主细胞后，以出芽的方式从宿主细胞膜释放，形成由宿主细胞膜和显示在外表面的整合靶抗原的颗粒。例如，通过共表达病毒的4种结构蛋白，血凝素(hemagglutinin, HA)、神经拉米苷酶(neuraminidase, NA)、基质蛋白(matrix protein, M1)和离子通道蛋白M2(ion channel protein M2)，成功组装和出芽了A/Udorn/72(H3N2) VLP6。此外，埃博拉病毒的VP40基质蛋白已被证明在哺乳动物细胞中生成VLP，可能是一种防治埃博拉病感染的潜在疫苗。包膜VLPs是由病原体和宿主细胞膜组成的复杂结构，与病原体相似。
包膜VLP生产原理
VLP技术的发展解决了多次跨膜蛋白在表达纯化、晶体结构分析、表征分析中面临巨大的挑战。ACROBiosystems专门搭建了基于HEK293表达系统的VLP技术平台，通过(包膜)VLP技术，将聚集在细胞膜表面的构象完整的膜蛋白，组装在类病毒颗粒表面，从而获得可溶性的、高浓度的、正确折叠的完整多次跨膜蛋白，从而用于免疫和抗体筛选。
VLP技术平台原理示意图
该技术具有多种优势：
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可获得全长跨膜蛋白，具有完整ECD表位，可用于筛选识别靶标天然构象的功能性抗体；
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VLP的直径约为100-200nm，具有较高的均一性，以及外表面耐受化学修饰的能力，可用于免疫/ELISA/SPR/BLI/细胞实验/CAR阳性率检测；
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只含有优势抗原，不含其他无效抗原和核酸，抗原纯度高，可提高免疫原性。
作为外源性抗原，VLP以正确的构象和高度重复的方式显示抗原表位，导致B细胞免疫球蛋白受体交联和B细胞激活，并被抗原递呈细胞，特别是树突状细胞有效的吸收，随后抗原被MHC II类分子加工和提呈，通过上调共刺激分子和细胞因子的产生激活树突状细胞，并刺激CD4+辅助性T细胞，导致强烈的体液免疫和细胞免疫。与天然病毒类似，VLP在树突状细胞中加工，由MHC I类分子通过交叉递呈机制呈现给CD8+细胞毒性T细胞，诱导有效的细胞毒性免疫应答2。
> 膜蛋白-VLP可提高免疫原性：
基于VLP技术平台纯化的全长四次跨膜靶点蛋白Claudin18.2-VLP用于动物免疫，免疫效果提高了2-3倍。
Claudin18.2-VLP免疫（数据来源于ACRO用户）
> 经FACS验证，膜蛋白-VLP可应用于CAR阳性率检测：
Claudin18.2-VLP 蛋白(Cat.No.CL2-HF218)可与Claudin 18.2-CAR-293细胞特异性结合，不与未转染Claudin 18.2-CAR的PBMCs特异性结合。
用阴性对照蛋白(Cat.No.VLP-H52C5)和Human Claudin-18.2-VLP蛋白(Cat.No.CL2-HF218)分别结合转染Claudin-18.2-CAR-293细胞，结果表明，Claudin18.2-VLP蛋白(Cat.No.CL2-HF218)可与Claudin-18.2-CAR-293细胞特异性结合。
用阴性对照蛋白(Cat.No.VLP-H52C5)和Human Claudin 18.2-VLP 蛋白(Cat.No.CL2-HF218)分别与未转染Claudin-18.2-CAR的PBMCs结合，结果表明，无非特异性结合信号。
针对多次跨膜靶点蛋白全长的制备难点，为助力多次跨膜蛋白靶标的药物研究，ACROBiosystems专门搭建VLP技术平台在内的更全面的平台化解决方案，满足跨膜靶点蛋白不同应用场景的需求。
VLP技术平台相关产品
我们建立了一个开放、专业、有深度的膜蛋白技术分享交流群，聚焦多次跨膜靶点蛋白开发、应用等相关主题的讨论、热点文章分享和解读。希望大家能够更多的参与进来，讨论各类问题~
参考文献：
Shirbaghaee Z, Bolhassani A.Different applications of virus-like particles in biology and medicine:Vaccination and delivery systems. Biopolymers. 2016 Mar;105(3):113-32. doi:10.1002/bip.22759. PMID: 26509554; PMCID: PMC7161881.
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