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目的: 流行病学调查显示,过敏性哮喘和幽门螺杆菌感染呈负相关性。本研究将可致耐受粘膜佐剂霍乱毒素B亚单位(CTB)与幽门螺杆菌中性粒细胞激活蛋白(HP-NAP)融合表达于枯草芽孢表面。用表面表达CTB-NAP重组枯草芽孢口服免疫小鼠,并用卵清蛋白(OVA)诱导建立小鼠哮喘模型,评估口服枯草芽孢对哮喘小鼠的保护作用,为重组CTB-NAP枯草芽孢临床应用研究奠定基础。 方法: CTB和NAP重组蛋白在大肠杆菌中的表达、纯化及抗血清的制备:丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导pET28a-CTB/BL21和pET28a-NAP/BL21融合蛋白的表达,使用镍离子亲和层析法纯化的rCTB和rNAP蛋白。用纯化的rCTB和rNAP重组蛋白皮下注射免疫大鼠,得到特异性抗血清。 CotC-CTB-NAP枯草芽孢载体的构建:设计特异性引物,PCR扩增CTB基因,将CTB基因插入到pET28a-NAP质粒NAP的上游,转化E.coli BL21。以pET28a-CTB-NAP质粒为模板, PCR扩增CTB-NAP基因,将其亚克隆入Pus186CotC质粒,转化枯草芽孢杆菌WB600。挑取经卡那霉素筛选的阳性菌落提取质粒,进行双酶切、PCR鉴定及测序分析。 芽孢的制备及重组芽孢Western Blot分析:用营养耗竭法, DSM( Difco Sporulation Medium)培养基诱导芽孢产生,用特异性抗血清进行Western Blot分析验证重组蛋白在芽孢外壳的表达。 重组芽孢免疫小鼠及哮喘的激发:分别用CotC、CotC-CTB、CotC-CTB-NAP芽孢口服免疫小鼠,以Nave组和Asthma组作对照。腹腔注射致敏乳液致敏小鼠和1%OVA雾化激发。在最后一次雾化24-48 h内采血、收集肺泡灌洗液(BALF)、提取脾细胞进行培养,并进行肺组织切片H&E染色,评估气道炎症情况。并在固定时间收集血清和粪便,用ELISA检测血清中OVA特异性IgENAP和特异性IgG、IgG1及IgG2a,粪便总IgA和OVA特异性IgA。ELISA检测BALF和脾细胞培养液中IL-4、IL-10、IFN-γ细胞因子水平,流氏细胞仪检测脾细胞中CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞数量。 结果: PCR扩增出753 bp左右片段并将其成功克隆入Pus186CotC载体,测序结果显示CTB-NAP在正确阅读框中,本实验成功构建了表面表达重组枯草芽孢质粒(Pus186CotC-CTB-NAP)。重组芽孢SDS-PAGE显示在37.4 KDa处可见清晰的重组蛋白条带,Western Blot显示CotC-CTB-NAP在芽孢外壳蛋白中融合表达,重组蛋白具有良好的反应原性。 与非重组CotC组相比,口服重组CotC-CTB和CotC-CTB-NAP芽孢小鼠血清OVA特异性IgE(p<0.001)显著降低,和粪便IgA(P<0.01)显著升高。ELISA结果显示CotC-CTB-NAP芽孢组血清中NAP特异性IgG、IgG1、IgG2a显著升高。BALF细胞分类计数发现CotC-CTB(P<0.01)和CotC-CTB-NAP(p<0.001)芽孢能显著降低BALF中嗜酸性粒细胞百分比。BALF中细胞因子检测发现CotC-CTB和CotC-CTB-NAP芽孢能降低IL-4(P<0.05),升高IFN-γ(P<0.05),和IL-10(p<0.001)。脾细胞培养液中细胞因子的变化趋势和BALF中一致,Th1型细胞因子升高和Th2型细胞因子降低。与非重组CotC组相比,CotC-CTB、CotC-CTB-NAP芽孢能使脾细胞中CD4+CD25+Foxp3+Treg显著升高(P<0.05, p<0.001),且CotC-CTB-NAP组比CotC-CTB更高(P<0.01)。肺组织病理切片显示口服CotC-CTB-NAP芽孢小鼠有少量的嗜酸性粒细胞浸润,管腔内分泌物明显减少,上皮细胞和杯状细胞增生不明显,炎症表现比其它组轻。 结论: 口服重组CotC-CTB、CotC-CTB-NAP枯草芽孢能抑制OVA诱导小鼠过敏性哮喘,其效应机制可能与升高分泌性IgA及CD4+CD25+Foxp3+Treg相关,且重组CotC-CTB-NAP芽孢的效果优于CotC-CTB芽孢。