鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白FliC的表达纯化及其生物学特性的研究

为研究鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白FliC的生物学特性,利用PCR方法扩增鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白FliC基因,构建重组表达质粒p ET-32a-FliC,经大肠杆菌Rosetta(DE3)表达、镍离子亲和层析法纯化后用SDS-PAGE和Western-blot方法分析。重组蛋白与巨噬细胞RAW264.7共孵育,ELISA和CCK-8法分别检测巨噬细胞细胞因子和巨噬细胞增殖情况。重组蛋白免疫小鼠后不同时间点检测血清抗体效价和细胞因子水平。结果显示,鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白FliC在大肠杆菌中呈可溶性表达,且可获得纯度较高的重组鞭毛蛋白。50 ng/m L和500 ng/m L重组鞭毛蛋白可刺激巨噬细胞增殖,同时促进巨噬细胞分泌IL-1、IL-4、IL-6、IL-8、IFN-γ和TNF-α。重组蛋白免疫小鼠后效价在第3周达到1∶128 000,同时小鼠血清细胞因子的分泌量呈倒V型变化。研究结果为后续进一步研究FliC蛋白在细菌感染、侵袭和免疫方面的作用研究提供了参考数据。     

密度感应系统luxS基因对鼠伤寒沙门菌生物学特性及毒力的影响

通过构建鼠伤寒沙门菌luxS缺失株,研究其生物学特性及对Ⅵ型分泌系统(T6SS)的影响。利用Red同源重组系统构建鼠伤寒沙门菌luxS缺失株,比较野生株、luxS缺失株的生长特性、运动性、生物被膜、致病性等生物学特性的差异。利用荧光定量PCR、Western-blot对luxS基因缺失株T6SShcp1、hcp2和clpV基因转录水平和蛋白表达水平进行检测。结果显示,LuxS对鼠伤寒沙门菌生长速度、生物被膜形成能力及细胞黏附侵袭能力均无明显影响,但导致其运动性显著增强、致病力下降3.2倍,且不能合成自诱导分子2。在对数生长期和平台期,luxS基因均不影响T6SS核心组分Hcp1、Hcp2和ClpV的转录和表达。本研究表明,luxS基因缺失导致鼠伤寒沙门菌运动能力增强及毒力降低,但其不能影响T6SS核心组分的转录及表达。     

重组A型FMDV VP1基因减毒鼠伤寒沙门菌表达质粒的构建及表达

本试验通过构建重组A型FMDV VP1基因减毒鼠伤寒沙门菌,诱导产生外源蛋白,为减毒鼠伤寒沙门菌作为FMDV VP1口服活载体疫苗可行性提供研究基础。将A型FMDV VP1基因克隆后测序,根据减毒鼠伤寒沙门菌的密码子偏好性进行优化,再将其插入表达载体p YA3341之中构建重组质粒p YA3341-VP1。然后,将构建的重组质粒p YA3341-VP 1采用化学法转入大肠杆菌X6212中,筛选阳性克隆。经PCR鉴定和双酶切鉴定正确后,将重组质粒p YA3341-VP1依次转入减毒鼠伤寒沙门菌中间宿主X3730和表达宿主X4550中,在转入X4550后第3.5小时加入IPTG诱导表达,表达产物进行SDS-PAGE与Western-blot分析。结果表明,成功构建了重组减毒沙门菌X4550-VP1载体,且表达产物大小为23 ku,与预期目的蛋白大小相符。上述结果表明,FMDV VP1基因在减毒鼠伤寒沙门菌中得到了成功表达。     

鼠伤寒沙门菌SL1344株分泌性蛋白K1缺失株的构建及其生物学特性的初步研究

为研制更加安全有效且遗传背景清晰的鼠伤寒沙门菌(S.typhimurium)疫苗弱毒株,本研究首先构建了含缺失1 011 bp sseK1基因的重组自杀性质粒PREΔsseK1,利用重组自杀性质粒介导的等位基因交换技术,两步法筛选SL1344的sseK1缺失株。PCR、双酶切及测序结果表明SL1344ΔsseK1构建成功。生物学特性初步研究表明,与亲本菌株SL1344相比,缺失株SL1344ΔsseK1保留了亲本株SL1344的血清型1,4,5,12∶i∶1,2,且能够稳定遗传缺失后的sseK1基因,生长速度及生化特性没有发生明显改变。小鼠毒力试验表明,SL1344ΔsseK1缺失株口服感染6周龄BALB/c小鼠的LD_(50)为6.63×10~8CFU,毒力较亲本株SL1344下降至0.048%。免疫保护效力试验显示,小鼠免疫后第14天血清抗体Ig G含量达到最高,运用鼠伤寒沙门菌野生毒株对免疫后第17天的小鼠攻毒有62.5%的保护率。以上研究结果表明,SL1344株sseK1基因缺失株构建成功,且遗传稳定,毒力明显降低,具有较好的免疫原性,为研究sseK1基因的致病机制及将其开发为更加安全有效的沙门菌弱毒疫苗候选菌株奠定了基础。     

肠炎沙门菌效应蛋白AvrA的原核表达及多克隆抗体的制备

为研究肠炎沙门菌(Salmonella enteritidis)avr A基因功能及其在感染过程中的表达分布情况,本研究通过PCR技术克隆获得了avr A基因,并构建了肠炎沙门菌Avr A原核表达载体p Cold-avr A,转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达;表达蛋白经纯化后免疫小鼠获得Avr A多克隆抗体,通过Western-blot检测了抗体特异性。结果显示,成功构建了表达载体p Cold-avr A,并获得了纯化的Avr A蛋白,成功制备了小鼠抗Avr A蛋白的多克隆抗体,可用于检测细菌Avr A蛋白的表达。本研究成功获得纯化的Avr A蛋白及其多克隆抗体,为进一步探讨Avr A在肠炎沙门菌感染过程中所发挥功能奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌延伸因子EF-Tu蛋白单克隆抗体的制备及鉴定

为制备鼠伤寒沙门菌延伸因子Tu(EF-Tu)的单克隆抗体,以原核表达并纯化的鼠伤寒沙门菌EF-Tu蛋白为免疫原,免疫BALB/c小鼠,分离脾细胞与SP2/0融合,以间接ELISA筛选出阳性克隆,经5次亚克隆后获得5株稳定分泌抗EF-Tu蛋白抗体的杂交瘤细胞株,遂将其命名为Tu1-A1、Tu1-C4、Tu1-H2、Tu4-C11、Tu9-B9。对这5株单克隆抗体的初步鉴定结果表明,其抗体亚型均为IgG1/κ型。以原核表达的带GST标签的EF-Tu蛋白做Western-blot检测制备的单克隆抗体,证实所制备的单克隆抗体具有良好的反应性。这些单克隆抗体的制备为后期研究EF-Tu蛋白在沙门菌侵入及胞内存活过程中的调控作用奠定了基础。     

稳定携带TAT-Apoptin融合基因的重组减毒鼠伤寒沙门菌的构建及其基本生物学特性的测定

为构建能稳定携带TAT-Apoptin融合基因的重组减毒鼠伤寒沙门菌,以pMD19-T-Apoptin为模板,PCR扩增出TAT-Apoptin融合基因,将其连接至pYA3493,构建了重组质粒pYA3493-TAT-Apoptin;然后将其电转至减毒鼠伤寒沙门菌SL1344ΔcrpΔasd,并对该重组减毒沙门菌的生长特性、遗传稳定性和表达特性进行了测定。PCR和测序结果表明,成功构建了重组质粒pYA3493-TAT-Apoptin。进一步对重组减毒鼠伤寒沙门菌SL1344ΔcrpΔasd(pYA3493-TAT-Apoptin)研究发现,其生长速度比强毒株SL1344明显减慢,与缺失株SL1344ΔcrpΔasd及互补菌株SL1344ΔcrpΔasd(pYA3493)基本一致,且能够稳定遗传TAT-Apoptin融合基因。重组菌培养上清经SDS-PAGE能检测到TAT-Apoptin蛋白条带。以上结果证明,能稳定携带TAT-Apoptin融合基因的重组减毒鼠伤寒沙门菌SL1344ΔcrpΔasd(pYA3493-TAT-Apoptin)构建成功,且该重组菌能分泌性表达TAT-Apoptin蛋白。     

马流产沙门菌鞭毛重组蛋白FliC的原核表达及对小鼠的免疫保护试验

为研究马流产沙门菌新疆分离株鞭毛蛋白FliC(flagellin C)的免疫生物学特性及保护特性。本研究利用PCR技术扩增获得该菌的Fli C基因,并将其连接到原核表达载体p ET-28a(+)上,构建重组表达质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞后,用IPTG诱导表达重组蛋白,SDS-PAGE和Western-blot检测与分析表达蛋白,并将纯化的重组蛋白免疫小鼠。结果显示,成功诱导表达了52 ku的重组蛋白,该蛋白第2次免疫小鼠第14天时血清中的特异性Ig G抗体效价可达1∶72 900,且抗体亚型以Ig G1为主,免疫小鼠的攻击保护率可达73%。结果表明,Fli C重组蛋白具有良好的免疫原性和免疫保护效果。为进一步开展马流产沙门菌亚单位疫苗的研究奠定了基础。     

长白猪γ-干扰素基因的原核表达与分析

以含长白猪IFN-γ基因的质粒载体为模板,用原核表达引物扩增了长白猪IFN-γ基因,将其定向克隆至原核表达载体pET28b的EcoRⅠ和XhoⅠ位点,构建了长白猪IFN-γ基因的原核表达载体pET28b-PoIFN-γ。经酶切、PCR鉴定,表明所构建的重组质粒为特异性长白猪IFN-γ基因原核表达质粒。将该重组质粒转化大肠埃希氏菌BL21(DE3)细胞,阳性菌落筛选、SDS-PAGE分析以及Western-blotting分析表明,成功构建了表达重组猪IFN-γ的大肠埃希氏菌基因工程菌株。亚细胞定位分析表明,目的蛋白经原核表达后主要以不溶性包涵体形式存在,其他少量可溶性目的蛋白存在于细胞浆中。     

杂合抗菌肽BM16的原核表达及其生物学活性分析

为了在在大肠杆菌中融合表达杂合抗菌肽BM16并研究其生物学活性,本试验利用生物信息学分析软件设计出1条杂合抗菌肽BM16,运用同源重组的方法构建重组表达质粒p ET-28a(+)-Ub-BM16,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,采用Ni2+亲和层析纯化获得目的蛋白。结果显示,表达出13.2 ku的Ub-BM16融合蛋白,经SUMO酶切后获得2.0 ku的目的蛋白,纯化后纯度大于95%,该多肽对大肠杆菌、沙门菌和金黄色葡萄球菌等均有抑制作用。上述研究结果为开发新型抗菌肽提供了思路。     

牛碱性成纤维细胞生长因子基因在大肠杆菌中的表达及其表达产物的生物学活性

采用巢式PCR方法克隆了牛18ku-bFGF基因完整的编码序列,并构建了原核表达载体pET-28a-bFGF,将其转化大肠杆菌BL21,在25℃低温条件下,用0.5 mmol/L IPTG诱导表达5 h,用Ni-NTA亲和纯化细胞裂解上清液,经Western-blotting检测,结果显示,在特定的诱导条件下,重组牛bFGF基因在大肠杆菌中获得了表达,并且主要以可溶性状态存在于细胞中。经检测,纯化后的重组蛋白能显著促进成纤维细胞的增殖(P<0.05),其活性与商品用重组人18ku-bFGF没有差异(P>0.05)。表明,所获得的可溶性重组牛18ku-bFGF蛋白具有较高的生物学活性,可用于后续研究工作。     

鼠伤寒沙门菌crp基因缺失株SL1344Δcrp生物学特性的测定

为研究crp基因缺失后引起的减毒机制,本试验对鼠伤寒沙门菌crp基因缺失株SL1344Δcrp的有关生物学特性进行了测定。结果显示,与亲本菌株相比,缺失株失去了运动能力;SL1344Δcrp不表达纤维素和菌毛,不能形成生物被膜;SL1344Δcrp对细胞增殖和细胞毒性的影响均弱于亲本菌株;crp基因缺失后缺失株对上皮细胞的黏附和侵入能力与亲本菌株相比无明显差异。上述结果表明,crp基因不仅是重要的毒力基因,还是生物被膜形成的调控基因;这些结果为深入研制以鼠伤寒沙门菌为载体的口服多价疫苗奠定了基础。     

鼠伤寒沙门菌yibT基因缺失株的构建及其生物学特性分析

为了探讨yibT基因对鼠伤寒沙门菌生物学特性的影响,采用λ-red同源重组技术构建鼠伤寒沙门菌CVCC541的yibT基因缺失株CVCC541ΔyibT,同时利用表达质粒pET28a构建yibT缺失株的基因回补株CVCC541ΔyibT/pyibT,研究野生株、缺失株、回补株之间的生长特性、生化特性、遗传稳定性、生物膜形成和应激环境抵抗力等生物学特性。结果表明,本研究成功构建了yibT基因缺失株CVCC541ΔyibT及其回补株CVCC541ΔyibT/pyibT,yibT基因的缺失不影响细菌的生化特性,该缺失株具有良好的遗传稳定性,但其生长特性较野生株及其回补株显著减缓,生物膜形成能力相较于野生株及其回补株有所减弱,缺失株在热应激环境以及正丁醇压力下表现出更强的耐受力。综上所述,yibT基因的缺失会影响鼠伤寒沙门菌的生长特性、生物膜形成、应激环境抵抗力和细菌形态等生物学特性,并且yibT基因可能影响鼠伤寒沙门菌菌膜的流动性。     

携带Apoptin的减毒鼠伤寒沙门菌Ⅲ型分泌系统的构建

为研究减毒鼠伤寒沙门菌Ⅲ型分泌系统介导Apoptin的特性,将Apoptin基因克隆入载体pYA3493-SopE,构建重组载体pYA3493-SopE-Apoptin,然后将其电转化至减毒鼠伤寒沙门菌ΔcrpΔasd SL1344,对该重组菌生长特性、生化特性、毒力和表达等特性进行分析;同时将重组菌体外感染B16F10黑色素瘤细胞,分析其介导Apoptin对B16F10的作用。PCR、酶切检测表明,携带Apoptin的重组减毒鼠伤寒沙门菌ΔcrpΔasd SL1344(pYA3493-SopE-Apoptin)构建成功;生物学特性分析发现,重组菌的生长特性、生化特性与缺失株ΔcrpΔasd SL1344和互补株ΔcrpΔasd SL1344(pYA3493-SopE)相近,与亲本株SL1344差异明显;腹腔感染重组菌的C57BL/6小鼠的LD_(50)为1.69×10~7CFU;在重组菌培养上清和感染的B16F10细胞内均可检测到SopE-Apoptin蛋白条带。进一步研究其介导Apoptin对B16F10细胞的作用发现,重组菌可抑制该细胞增殖,且具有MOI浓度梯度和感染时间依赖性;用TUNEL法可观察到TUNEL阳性细胞;Western-blot可在重组菌感染的细胞内检测到Caspase-9凋亡信号蛋白表达。以上结果表明,减毒鼠伤寒沙门菌Ⅲ型分泌系统能够介导Apoptin蛋白的分泌性表达,且能够诱导肿瘤细胞B16F10的凋亡。     

维氏气单胞菌脂蛋白的原核表达及其抗血清的抗菌作用研究

为了探究维氏气单胞菌毒力因子脂蛋白的生物学功能,对脂蛋白基因进行原核表达,对表达产物进行鉴定并制备多克隆抗体研究其抗菌效应。通过PCR扩增脂蛋白基因,连接至pET-32a(+)载体,构建重组质粒pET-32a(+)-Lpp。将重组质粒pET-32a(+)-Lpp转化入感受态细胞BL21(DE3),用IPTG诱导表达。利用His标签镍离子蛋白纯化柱对表达产物进行纯化,并采用SDS-PAGE和Western-blot鉴定重组蛋白的表达产物。用纯化后的重组脂蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,多抗经皮下接种小鼠研究其抗菌效应。结果显示,经酶切鉴定和序列测定发现重组质粒pET-32a(+)-Lpp构建成功。通过SDS-PAGE检测发现,重组蛋白LPP在原核表达系统中以可溶性形式表达,分子质量约为69 ku。Western-blot结果显示,纯化后的重组蛋白LPP为单一条带。制备的多克隆抗体的效价为102 400,该多抗可提高荷菌小鼠的生存率,减少脾荷菌量。因此,本实验成功构建了重组质粒pET-32a(+)-Lpp,表达并纯化了重组蛋白LPP,制备的多抗具有抗菌作用,为该蛋白生物学功能的研究及疫苗的制备奠定了基础。     

A型禽流感病毒M2蛋白胞外功能区(M2e)基因的原核表达和免疫原性分析

为研究A型禽流感病毒M2蛋白胞外功能区(M2e)蛋白亚单位疫苗在鸡体的免疫保护力,利用笔者所在实验室已构建的含M2e基因的质粒pGEM-T-1459,获得顺次串联的基因片段3M2e,将其克隆到原核表达载体pMAL-C2x中,经酶切和DNA测序鉴定正确后转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western-blot分析,结果显示,表达出一分子质量为60 ku的可溶性融合蛋白(MBP-3M2e),与预期值相符,该蛋白表达量约占菌体表达量的59.8%。间接免疫荧光和间接ELISA检测结果显示,用纯化后的融合蛋白免疫的SPF鸡血清可与流感病毒的M2蛋白发生反应,且其抗体效价较高,表明纯化后的重组融合蛋白具有良好的免疫原性。     

恒河猴干扰素-γ基因的原核表达及其免疫活性的初步研究

为构建以恒河猴干扰素-γ为目的基因的原核表达重组质粒并进行免疫活性分析,获得具有生物学活性重组IFN-γ蛋白。应用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)从恒河猴外周血单个核细胞(PBM C)扩增干扰素-γ基因,然后将其克隆至表达载体p ET32a(+)中,转化BL21(D E3)进行诱导表达。SDS-PAG E电泳分析其可溶性,W estern-blot检测纯化后的重组蛋白,采用淋巴细胞增殖试验检测重组IFN-γ的活性。结果显示,成功构建恒河猴干扰素-γ原核表达重组菌,重组蛋白分子质量约为35.4 ku,主要以包涵体形式存在。重组IFN-γ具有促进淋巴细胞转化增殖的生物学活性。结果表明,本试验成功获得了重组IFN-γ蛋白,表达量高且具有生物学活性,为重组IFN-γ治疗恒河猴疾病奠定了基础。     

猪环鸟苷酸-腺苷酸合成酶cGAS基因的原核表达及其表达产物的生物活性分析

为获得具有生物学活性的环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)蛋白与第二信使分子2′3′-cGAMP,构建了猪源cGAMP合成酶pcGAS基因的原核表达载体pET-28a-SUMO-pcGAS,将其转化至大肠杆菌Rosetta(DE3),并通过优化诱导条件实现了可溶性表达;利用镍柱亲和层析对表达的重组蛋白产物进行初步纯化,随后切除SUMO标签蛋白,再用亲和层析进一步纯化,获得了纯度较高的重组蛋白pcGAS;将获得的重组蛋白pcGAS通过体外酶促反应生物合成了2′3′-cGAMP,且合成产物能够诱导启动细胞Ⅰ型IFNs的产生。结果表明,pcGAS重组蛋白和2′3′-cGAMP均具有生物活性,这为后续抗病毒、抗肿瘤药物以及免疫增强剂的开发奠定了基础。     

表达破伤风毒素C片段的重组鼠伤寒沙门菌的构建与鉴定

为构建表达破伤风毒素C片段基因的减毒鼠伤寒沙门菌,将编码破伤风毒素C片段的基因插入到asd 的组成型表达载体pYA3333,转化asd基因突变的E.coliX6212,获得重组质粒pYA3333-TetC,再将重组质粒通过电穿孔法转入宿主菌,构建成表达破伤风毒素C片段基因的平衡致死的鼠伤寒沙门菌X4550(pYA3333-TetC)。免疫印迹试验证实,该重组菌表达的蛋白与预期的目的蛋白一致。重组菌X4550(pYA3333-TetC)的稳定性试验表明,在体外培养100代后,随机挑选的重组菌落全部都能生长,重组菌X4550(pYA3333-TetC)的生长曲线测定表明,X4550(pYA3333-TetC)和X4550(pYA3333)的生长状态基本一致。动物试验证明,该重组菌是安全的,破伤风毒素攻击后能提供良好的保护作用。     

猪急性腹泻综合征冠状病毒核衣壳蛋白的原核表达及其多克隆抗体的制备

为了制备猪急性腹泻综合征冠状病毒(SADS-CoV)核衣壳(N)蛋白多克隆抗体,采用PCR方法扩增SADS-CoV/CN/GDGL/2017毒株N基因片段,并对N基因的序列以及N蛋白氨基酸突变位点进行分析。随后,将N基因片段克隆到原核表达载体pET-32a(+)构建重组质粒,测序验证后转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中进行原核表达,用Ni-NTA亲和层析柱纯化N蛋白,通过免疫BALB/c小鼠获得多克隆抗体。结果表明,扩增的N基因片段和所构建的重组质粒正确无误,成功诱导表达出可溶性重组蛋白SADS-CoV-N,分子质量约为67 ku,最佳诱导时间为6 h。Western-blot以及间接免疫荧光试验结果表明,该多克隆抗体能特异性检测SADS-CoV,证明重组蛋白有良好的免疫原性。本研究为后续建立SADS-CoV快速诊断方法及该病毒致病机制的深入研究奠定基础。