拟态弧菌靶向表位基因疫苗的设计、构建及其免疫效果评价

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拟态弧菌(Vibrio mimicus)是一种严重危害水产养殖业发展的肠道病原菌。口服或肛注基因疫苗所激发的肠黏膜免疫在抗该菌感染中发挥重要作用。因此,研制安全、高效的拟态弧菌基因疫苗对于防控鱼类拟态弧菌感染具有重要意义。基因疫苗以安全、易于构建、免疫应答全面且持久等优势受到人们关注。但是,口服或肛注“裸”基因疫苗易受到消化道酶类降解,导致其免疫原性减弱,无法获得高水平的肠黏膜免疫应答,而解决这一问题的关键措施是选用适宜载体将基因疫苗靶向抗原递呈细胞(Antigen Presenting Cell,APC)进行高效表达与递呈。目前,细菌菌蜕(Bacterial Ghosts,BGs)已被证实具有防止基因疫苗降解并将其靶向APC进行表达的作用,而鱼类恒定链类似蛋白(Invariant chain like protein,Iclp)具有将抗原肽靶向MHC分子,提高抗原提呈效率的作用。因此,可利用Iclp与BGs作为基因疫苗的内、外靶向载体,以提高其免疫原性。前期研究中我们鉴定了拟态弧菌两种免疫保护性蛋白(OmpU黏附素蛋白和VMH溶血素蛋白)的免疫优势表位。在此基础上,本论文以OmpU蛋白和VMH蛋白的优势表位设计疫苗靶点,利用Iclp和BGs作为内、外靶向载体,构建拟态弧菌靶向表位基因疫苗并评价其免疫效果。完成的主要研究工作和成果总结如下:1)拟态弧菌基因疫苗靶点的设计。论文使用三种表位接头分子将VMH蛋白的3个优势B细胞线性表位和2个模拟表位,以及OmpU蛋白的2个优势B细胞线性表位以不同方式进行串联组合,应用DNAstar Protean软件,对各种组合方式的可行性进行分析。结果发现以173-192OmpU-AAY-90-98OmpU-AAY-125-137VMH-AAY-238-244V MH-AAY-459-47059-470 VMH-GGGGS-mimotope1VMH-GPG-mimotope2VMH方式串联的多表位肽(命名为OVepis)中各表位间相对独立,抗原性参数较好,可以作为疫苗靶点。2)拟态弧菌三种靶向表位基因疫苗的构建。论文首先采用酶切酶连法构建真核表达重组质粒pcDNA3.1-Ovepis,即裸表位基因疫苗。然后,将OVepis基因嵌合至草鱼Iclp蛋白CLIP区,取代CLIP区261280 bp基因片段,形成一个长度1 017 bp的嵌合基因(Iclp1-261-OVepis-Iclp280-711),并构建该嵌合基因的真核表达重组质粒pcDNA3.1-Iclp-Ovepis,即内靶向表位基因疫苗。最后,采用膜囊法以大肠杆菌DH5α冻干菌蜕分别装载pcDNA3.1-OVepis和pcDNA3.1-Iclp-OVepis构建外靶向和双靶向表位基因疫苗。测序结果显示OVepis及Iclp-OVepis基因均无任何突变与缺失;荧光定量PCR检测发现每毫克菌蜕可以装载214μg pcDNA3.1-OVepis和166μg pcDNA3.1-Iclp-OVepis。结果表明拟态弧菌三种靶向表位基因疫苗构建成功。3)拟态弧菌靶向表位基因疫苗的免疫效果评价。论文以三种靶向表位基因疫苗和“裸”表位基因疫苗分别以肛注方式免疫草鱼,通过检测免疫后不同组织中免疫相关基因的转录表达水平、血清与肠黏液中非特异性免疫因子活性、血清与肠黏液中抗体效价、外周血与肠上皮淋巴细胞的增殖活性以及免疫草鱼的相对免疫保护率,综合评价各疫苗的免疫效果。结果显示,双靶向表位基因疫苗组草鱼的各项免疫指标均优于2个单靶向表位基因疫苗组,2个单靶向表位基因疫苗组草鱼的各项免疫指标均优于“裸”表位基因疫苗组;靶向表位基因疫苗和“裸”表位基因疫苗对免疫草鱼的相对免疫保护率分别为80%(双靶向疫苗)、73.3%(外靶向疫苗)、67.7%(内靶向疫苗)和40%(“裸”表位基因疫苗)。综上所述,本研究成功构建了拟态弧菌靶向表位基因疫苗和“裸”表位基因疫苗,其免疫效果由好至差依次为双靶向表位基因疫苗、外靶向表位基因疫苗、内靶向表位基因疫苗、“裸”表位基因疫苗。
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