AIV-HA1与CTB的融合蛋白在苏云金芽胞杆菌表面的表达及其生物活性分析

AIV-HA1与CTB的融合蛋白在苏云金芽胞杆菌表面的表达及其生物活性分析

论文摘要

禽流感病毒(Avian influenza virus, AIV)引起的禽流感疫病能给养禽业带来严重损失,同时还威胁着人类健康。疫苗免疫是控制禽流感的有效措施。传统疫苗需要注射免疫,操作复杂,且不能常温保存。利用S-层蛋白在芽孢杆菌表面展示病原体抗原的特性和芽胞的耐热性,可以开发出口服且具有热稳定性的疫苗。本研究室已利用S-层蛋白在苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)表面分别表达了多种禽类病原体抗原(刘梅等,2007;Liu et al.,2008a;Liu et al.,2008b),其中,用表达禽流感病毒(Avian influenza virus, AIV)H5亚型血凝素HA1的重组菌株免疫雏鸡后,雏鸡产生了AIV-H5亚型的特异性抗体,但抗体效价(3.8(log2))与实际使用标准(4(log2))尚存在一定差距。故本研究在刘梅等(2007)的研究基础上,利用霍乱毒素B亚单位(Cholera toxin B subunit, CTB)能提高黏膜免疫的特性,将CTB和HA1融合表达在Bt菌株BMB171表面,以期提高HA1免疫抗体效价,为研制耐热口服禽流感疫苗打下基础。1.血凝素基因hal和霍乱毒素基因ctb的克隆及重组质粒构建PCR扩增目的基因hal和ctb,同时在保证氨基酸序列不变的基础上对目的基因的EcoRI和HincⅡ P艮制性酶切位点进行点突变。通过重叠延伸PCR技术获得两种融合基因ctb-hal和ctb-linker-hal。在表达载体pBMB982-304中S-层蛋白基因ctc的HincⅡ/XbaⅠ和EcoRⅠ酶切位点处,分别插入目的基因和操纵子csa AB,得到重组质粒pCSCH (csa-ctc-ctb-hal), pCSCLH (csa-ctc-ctb-linker-hal)和对照质粒pCSCTB (csa-ctc-ctb), pCSHAl (csa-ctc-hal)。2.含融合基因的重组菌株的构建及HA1的表达情况用电脉冲法将重组质粒转入苏云金芽胞杆菌BMB171中,得到重组菌株MICTB(含pCSCTB), MIHA1(含pCSHAlX MICH (含pCSCH)和MICLH(含pCSCLH)。用血凝和血凝抑制试验检测上述4种重组菌株血凝素HA1的表达情况。结果显示,MIHA1、 MICH和MICLH均有血凝活性,标准阳性血清能够抑制重组菌株的血凝能力,表明HA1蛋白在BMB171表面得到表达且具有活性。3.重组菌株的遗传稳定性重组菌株MICH和MICLH在无抗性LB培养基中连续培养50代,每间隔10代用Erm抗性LB平板检测质粒稳定性。结果显示,MICH培养50代后质粒稳定性为80%;MICLH培养30代后稳定性为86%,50代后质粒基本丧失。4重组菌株对雏鸡的免疫原性MICH和MICLH培养至稳定期离心收集菌体,用1×109CFU菌液口服免疫艾维因肉雏鸡3次,检测血清IgG-HA1和黏膜SIgA-HA1抗体水平,直接ELISA检测黏膜总IgA效价。ELISA和HI结果显示,免疫重组菌株MICH的雏鸡血清,一免后HA1特异性抗体水平上升,之后抗体水平逐渐下降;而免疫重组菌株MICLH免疫的雏鸡,其IgG抗体水平升高不显著。洗液SIgA-HA1检测结果显示,MICH气管黏膜IgA虽与对照组差异显著,但ELISA最高值也仅为0.113(OD450)。总IgA检测发现,MICH试验组能够诱导鼻腔、气管和肠道黏膜产生高水平的总IgA,但只有鼻腔总IgA水平差异显著。动物实验结果表明,试验组体液免疫和局部抗体效价虽有升高,但升高幅度不显著,CTB的免疫佐剂作用未能发挥,难以实际应用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略语
  • 1 文献综述
  • 1.1 禽流感研究进展
  • 1.1.1 禽流感病毒简介
  • 1.1.2 血凝素蛋白HA与AIV致病性的关系
  • 1.1.3 禽流感的流行与危害
  • 1.1.4 禽流感的诊断
  • 1.1.5 禽流感主要防治措施
  • 1.2 H5N1型禽流感疫苗概况
  • 1.3 霍乱毒素B亚单位研究进展
  • 1.4 S-层蛋白研究进展
  • 1.4.1 S-层蛋白的分布、成分与结构
  • 1.4.2 S-层蛋白在细胞外膜上的固定
  • 1.4.3 S-层蛋白功能及在疫苗研制中的应用
  • 1.4.4 苏云金芽胞杆菌S-层蛋白CTC表面展示系统
  • 2 研究目的与意义
  • 3 材料与方法
  • 3.1 实验材料
  • 3.1.1 主要仪器
  • 3.1.2 质粒和菌株
  • 3.1.3 主要试剂
  • 3.1.4 实验动物
  • 3.1.5 试剂配制
  • 3.1.5.1 抗生素
  • 3.1.5.2 细菌培养基
  • 3.1.5.3 感受态制备相关试剂
  • 3.1.5.4 质粒抽提的相关试剂
  • 3.1.5.5 琼脂糖凝胶电泳相关试剂
  • 3.1.5.6 ELISA溶液
  • 3.2 实验方法
  • 3.2.1 目的基因ha1和ctb的扩增、点突变和融合
  • 3.2.1.1 引物设计
  • 3.2.1.2 ha1、ctb基因扩增
  • 3.2.1.3 重叠PCR扩增目的基因ctb-ha1、ctb-linker-ha1
  • 3.2.2 重组质粒的构建
  • 3.2.2.1 重组质粒pCTC-CTB、pCTC-HA1、pCTC-CH和pCTC-CLH的构建
  • 3.2.2.2 重组质粒pCSCTB、pCSHAl、pCSCH和pCSCLH的构建
  • 3.2.3 重组质粒的转化与鉴定
  • 3.2.3.1 大肠杆菌DH5a感受态细胞的制备与质粒的转化
  • 3.2.3.2 苏云金芽胞杆菌BMB171感受态制备与电脉冲转化
  • 3.2.3.3 质粒的小量提取与鉴定
  • 3.2.4 重组菌株MICH、MICLH质粒稳定性检测
  • 3.2.5 重组菌株的血凝和血凝抑制实验
  • 3.2.5.1 试验菌液的制备
  • 3.2.5.2 凝试验(HA)方法
  • 3.2.5.3 凝抑制试验(HI)方法
  • 3.2.6 重组菌株免疫商品代雏鸡试验
  • 3.2.6.1 免疫抗原的制备
  • 3.2.6.2 动物实验
  • 3.2.6.3 样品的采集
  • 3.2.6.4 血清HA1特异性抗体水平的检测
  • 3.2.6.5 间接ELISA检测样品SIgA-HA1
  • 3.2.6.6 直接ELISA检测样品总SIgA
  • 3.2.6.7 实验数据处理
  • 4 实验结果
  • 4.1 PCR扩增结果
  • 4.1.1 目的基因PCR扩增结果
  • 4.1.2 融合基因ctb-ha1和ctb-linker-ha1的PCR扩增结果
  • 4.2 重组质粒的构建与鉴定
  • 4.2.1 重组质粒pCTC-CTB、pCTC-HA1、pCTC-CH和pCTC-CLH的构建与鉴定
  • 4.2.2 重组质粒pCSCTB、pCSHA1、pCSCH和pCSCLH的构建
  • 4.3 重组菌株的构建与鉴定
  • 4.4 重组菌株MICH、MICLH质粒稳定性结果
  • 4.5 重组菌株的血凝和血凝抑制试验结果
  • 4.6 重组菌株免疫商品代雏鸡试验结果
  • 4.6.1 免疫前后鸡血清中IgG-HA1检测结果
  • 4.6.2 间接ELISA检测免疫前后鸡鼻腔洗液、气管洗液和肠洗液中SIgA-HA1结果
  • 4.6.3 直接ELISA检测免疫前后鸡鼻腔洗液、气管洗液和肠洗液中总SIgA结果
  • 5 讨论
  • 5.1 中间质粒PUC-CTC的构建
  • 5.2 肠道黏膜免疫与粘膜佐剂的选择
  • 5.3 重组菌株免疫效应
  • 6 总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    AIV-HA1与CTB的融合蛋白在苏云金芽胞杆菌表面的表达及其生物活性分析
    下载Doc文档

    猜你喜欢