霍乱毒素B亚单位(CtxB)在痢疾杆菌中表达

霍乱毒素B亚单位(CtxB)在痢疾杆菌中表达

刘梅[1]2001年在《霍乱毒素B亚单位(CtxB)在痢疾杆菌中表达》文中研究表明霍乱弧菌(V.cholera)是一种曾经严重威胁人类生存,迄今仍对人类健康 构成威胁的烈性病原体,其最主要的致病因子是霍乱毒素(cholera toxin,CT)。 完整的霍乱毒素由一个A亚单位和5个B亚单位组成。其中A亚单位是毒力活性部 分,具有ADP-核糖基转移酶活性;B亚单位毒副作用很小,但能识别所结合细胞表 面的受体──神经节苷脂(G_(M1)),是霍乱弧菌主要的保护性抗原之一。CtxB加灭活 的霍乱弧菌死菌苗的免疫效果远胜于单纯的死菌苗的免疫效果。因此CtxB的高效 表达受到研究者的极大重视。研究发现,无论核酸序列还是氨基酸序列,霍乱弧菌 的CT和大肠杆菌的肠毒素(LT)具有70%-80%的同源性,所以对CtxB基因在大肠 杆菌中的高效表达研究得比较多,但对子其在异源疫苗中的表达,研究相对较少。 痢疾是一种常见和多发性传染病,全球每年有2亿人次患细菌性痢疾,死亡650 万人,痢疾菌是患病的主要原因。痢疾菌分为四群:痢疾志贺氏菌、福氏志贺氏菌、 鲍氏志贺氏菌和宋内志贺氏菌。痢疾的流行型别有地区特点。我国以福氏志贺氏菌 为主,近年来在城镇郊区宋内志贺氏菌有升高的趋势。发展疫苗是预防痢疾流行的 重要途径。目前有两个双价苗已经通过鉴定。但这两个双价苗中一个由于含转座子 而导致整个表达系统不稳定;另一个存在抗药性基因,药物抗性在菌株之间的传播 会增加治疗的难度,所以有抗药性的疫苗是不能用于临床的。为了克服这一缺点, 军事医学科学院生物工程研究所基因工程室利用载体/宿主平衡致死系统构建了抗 宋内和福氏2a的双价菌苗侯选株 2457TDI1。其基本的思路为野生型福氏2a 2457T 株中的asd基因缺失,(asd基因是细菌的管家基因,编码天冬氨酸半醛脱氢酶, 是细菌赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和二氨基庚二酸──DAP合成途径中的一种关键 酶)形成的突变体在LB培养基中的生长依赖于DAP的存在。然后将asd基因克隆 至含O-抗原基因的宋内I相大质粒中,转化asd~-的突变体后,恢复了突变体在LB 培养基中的生长能力,这样就构建成了以asd基因作为筛选标志的载体/宿主平衡 致死系统。2457TDI1菌株的优点是在没有任何抗性作选择压力的情况下,表达外 源保护性抗原的质粒在宿主菌中能稳定存在。 就目前的发展来看,单独预防霍乱和痢疾的疫苗已经存在,但令人满意的联合 疫苗还没上市,而构建联合疫苗又是当今的发展趋势。所以本实验的目的就是在上 述己经构建好的二价痢疾疫苗2457TDI1 中引入编码霍乱毒素B亚单位的基因CtxB,使CtxB基因在异源疫苗株中稳定表达,最终形成抗霍乱和痢疾的多价疫苗 侯选株。 为达到这一目的,我们完成了以下工作: 1.以 DHS a (pMT999)为模板,成功克隆了他抗性基因片段。 重组质粒在宿主菌中的稳定存在需要有外界的抗性选择压力,随着抗药性菌株 1 陕西师范大学硕士学位论文 的出现和扩散,传统的抗生素作为筛选标志的方法,已经不受欢迎,所以我们选择 了Hg抗性基因作为CtXB表达载体的筛选标志。Hg抗性基因来源子pMT999中的转 座子Tn501,在此转座子中含有完整的Hg抗性基因操纵子,全长2922hp,包括merR, inerT,me凡,meN。其中me叩编码调节蛋白;inerT,me凡编码转。蛋白;med编 码还原酶。实验以 DHS a(pMT999)为模板,通过全菌 PCR扩增出汞抗性基因片段, 电泳图谱鉴定,证明正确。 2.成功构建了CtXB的表达载体pBRC09。 外源性基因高效表达,理论上要求载体中有强启动子和高拷贝复制子存在。但 本实验中CtXB的过高表达对细胞有一定的毒害作用,而且会占用细胞内过多的资 源而导致细胞死亡,所以实验选用了中等强度的启动子和中度拷贝的复制子。 门)用EcoR和Bsl 11双酶消化质粒pMGL102回收的片段中除却ctxB的完整序 列外,还包括fi-lactamase启动子,即内酚胺酶启动子(中等强度的启动子)。而 且在回收的长约 1.SKb的片段中还含有Xba1Clal之间的序列,根据曹诚等人的 研究表明,该序列也具有一定的启动子活性。通过p-lactamase启动子和具有启 动子活性的序列,就使得CtXB有效但又不过量表达。当然在表达载体中,还须有 终止子的存在,有资料表明,在ctXB中就包含了自身的起始和终止信号。 (2)载体中复制子的拷贝数与外源基因的表达效率有一定有关系。一般来讲,复 制子的拷贝数越高,其外源基因的表达也就越高。PBR322的复制子,为中度拷贝 复制子,其拷贝数大约在20-30之间,被本实验所采用。 PCR扩增、酶切回收后,将Hg抗性基因片段、CtXB片段、p8R322复制子片段 连接,转化受体菌 DHS a,挑取阳性克隆并酶切鉴定,证明正确,命名为 pBRC09。 3.ELISA和 Western blot检测了 CtxB在痢疾杆菌中的表达。

李金福[2]2007年在《杜氏利什曼原虫amastin基因DNA疫苗的初步研究》文中指出杜氏利什曼原虫(Leishmania donovani,L.d)引起的内脏利什曼病(visceral leishmaniasis,VL,又称黑热病)是利什曼病中症状最严重的一种类型,如不经治疗,病死率达90%以上。据WHO/TDR资料,全世界每年新增加50万内脏利什曼病病人,患病人数约250万。目前,对内脏利什曼病采取的主要控制措施仍然是使用葡萄糖酸锑钠(五价锑剂)等药物治疗病人或捕杀病犬以控制传染源,其次是使用驱虫剂或杀虫剂避免被传播媒介白蛉叮咬。然而,抗内脏利什曼病药物普遍存在用药时间长、副作用明显、不能口服以及治疗费用昂贵,绝大多数发展中国家的病人无力承担等问题。近年来,在一些发病地区甚至产生了针对葡萄糖酸锑钠的抗药株,加上艾滋病与内脏利什曼病混合感染情况的出现,使内脏利什曼病的防治形势更加严峻。因此,研制出安全、有效、使用费用低廉的可供临床大规模应用的疫苗,对于控制内脏利什曼病具有十分重要的现实意义。近年来,被称为第叁代疫苗的核酸疫苗的出现,为内脏利什曼病疫苗的研究提供了一个新的发展方向。目前,在此方面已有尝试性的研究报道。本研究在查阅国内外大量文献的基础上,首次选用杜氏利什曼原虫无鞭毛体蛋白(amastin)基因作为疫苗候选基因,并首次设计将霍乱毒素B亚单位(CTB)的编码基因ctxB与amastin基因融合,构建了含amastin基因的两种DNA疫苗,免疫接种实验小鼠,对它们的免疫原性和免疫保护性以及CTB的佐剂作用进行了初步评价。本研究共分为五部分:第一部分,以两株杜氏利什曼原虫基因组DNA为模板,通过PCR扩增获得了与预期大小一致、约552bp的杜氏利什曼原虫amastin基因。将amastin基因定向克隆入原核表达载体pET-32a(+),构建原核表达重组质粒pET-amastin和pET-dog-amastin,进行测序和序列对比分析,并诱导pET-amastin在原核系统中表达出约40kD的融合蛋白。第二部分,利用重迭PCR技术将ctxB基因与amastin基因进行融合,得到ctxB/amastin融合基因,并将ctxB/amastin融合基因定向克隆入原核表达载体pET-32a(+),构建原核表达重组质粒pET-ctxB/amastin,诱导pET-ctxB/amastin在原核系统中表达出约54kD的融合蛋白。第叁部分,将amastin基因和ctxB/amastin融合基因定向克隆入真核表达载体pcDNA3.1(+),构建真核表达重组质粒pcDNA3.1-amastin和pcDNA3.1-ctxB/amastin,将pcDNA3.1-amastin和pcDNA3.1-ctxB/amastin体外转染NIH3T3细胞后,用免疫荧光法检测到有效的瞬时表达,经G418筛选后存活的转染细胞的总RNA经RT-PCR分别扩增出约552bp和921bp的目的条带,证实转入基因得到稳定表达;Western blot检测到转染的阳性细胞克隆稳定表达出20kD和34kD的目的蛋白。第四部分,将构建的真核表达重组质粒用作DNA疫苗免疫BALB/c小鼠,检测免疫小鼠体内抗原特异性抗体水平、脾淋巴细胞增殖活性、细胞因子IFN-γ、IL-2、IL-4产生水平以及CTL杀伤活性等指标,评价疫苗的免疫原性。结果发现:pcDNA3.1-amastin和pcDNA3.1-ctxB/amastin免疫组的免疫原性均高于空白质粒对照组(P<0.01);pcDNA3.1-ctxB/amastin免疫组的体液免疫和细胞免疫水平均高于pcDNA3.1-amastin免疫组,单因素方差分析显示,差异有显着性(P<0.01)。第五部分,将构建的真核表达重组质粒用作DNA疫苗免疫BALB/c小鼠,加强免疫后,用杜氏利什曼原虫前鞭毛体对免疫小鼠进行攻击,攻击6周后处死小鼠,取肝、脾印片检查无鞭毛体数量情况,并做组织切片观察肝、脾病理形态学变化,评价疫苗对动物的免疫保护性。结果发现:pcDNA3.1-amastin和pcDNA3.1-ctxB/amastin免疫组小鼠肝、脾印片的无鞭毛体数量均低于空白质粒pcDNA3.1(+)免疫组,pcDNA3.1-ctxB/amastin免疫组小鼠肝、脾印片的无鞭毛体数量低于pcDNA3.1-amastin免疫组。pcDNA3.1-amastin和pcDNA3.1-ctxB/amastin免疫组小鼠肝、脾病理变化明显低于空白质粒pcDNA3.1(+)免疫组。结果表明:含amastin基因的两种DNA疫苗均可在小鼠体内产生一定的免疫保护效应,ctxB/amastin融合基因免疫组的免疫保护效果似乎强于单纯的amastin基因免疫组。本研究结果表明:含amastin基因的两种DNA疫苗具有较强的免疫原性,能诱导BALB/c小鼠产生一定程度的抗杜氏利什曼原虫感染保护性免疫力,加入佐剂分子CTB的疫苗免疫原性和免疫保护性优于单纯的amastin基因疫苗免疫组。而且,ctxB/amastin融合基因免疫可诱导产生更强的细胞免疫应答。由于杜氏利什曼原虫为胞内寄生原虫,细胞介导的免疫效应能够抑制虫体的增殖,对于抵御杜氏利什曼原虫起着极其重要的作用,因此,构建疫苗候选基因与佐剂分子的融合基因在内脏利什曼病DNA疫苗研究中的意义更为突出。迄今为止,该研究未见国内外报道。本研究为进一步研制安全、有效的内脏利什曼病疫苗奠定了基础。

王涛[3]2004年在《嗜肺军团菌mip基因DNA疫苗初步研究》文中指出军团病是由军团菌属感染所致的呼吸道传染病,人类若吸入含有嗜肺军团菌的气溶胶而感染,可引起以非典型性肺炎和Pontiac热为主的疾病,若治疗不当,病死率极高,老年人和免疫抑制者最为易感。研究发现:军团菌广泛存在于土壤、天然水以及人类生活用水领域如空调系统冷却塔水、淋浴头水、井水以及自来水等。随着空调、加湿器在现代生活中的普及,军团菌感染会大量增加,危害会更严重。我国已将军团病列为需要重点防治的一种新发传染病,但目前尚无理想的预防措施。本研究选择了嗜肺军团菌DNA疫苗这一研究领域,在查阅国内外大量文献的基础上,选择嗜肺军团菌mip基因作为候选疫苗基因,并首次设计将mip基因与佐剂分子CTB联合使用。希望能为研制安全、有效的军团菌疫苗提供科学依据和研究基础。 本研究共分为四部分进行: 第一部分,以嗜肺军团菌L1株和霍乱弧菌569B株基因组DNA为模板,通过PCR扩增获得了嗜肺军团菌828bp的mip基因和霍乱弧菌376bp的ctxB基因。将mip基因和ctxB基因定向克隆入原核表达载体pUC18,构建原核表达重组质粒pLpmip和pctxB,诱导pLpmip和pctxB在原核系统中分别表达出24kDa和11kDa的蛋白。 第二部分,将mip基因和ctxB基因定向克隆入真核表达载体

参考文献:

[1]. 霍乱毒素B亚单位(CtxB)在痢疾杆菌中表达[D]. 刘梅. 陕西师范大学. 2001

[2]. 杜氏利什曼原虫amastin基因DNA疫苗的初步研究[D]. 李金福. 四川大学. 2007

[3]. 嗜肺军团菌mip基因DNA疫苗初步研究[D]. 王涛. 四川大学. 2004

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