PRRSV标记病毒样颗粒的制备及其鉴定

当今预防猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)的灭活苗和弱毒苗都存在不可避免的局限性,所以研制新型疫苗势在必行。病毒样颗粒(virus-like particles,VLPs)在形态结构上与天然病毒粒子无异,生物安全指数高,是理想的传统疫苗替代品。猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)粒子主要由能够诱导产生中和抗体的GP5蛋白和具有强细胞免疫力的M蛋白组成基本框架结构。本研究以2型高致病性PRRSV的GP5蛋白和M蛋白为研究对象,通过Bac-to-Bac昆虫杆状病毒表达系统,构建标记型PRRSV VLPs,同时探索核衣壳蛋白N对VLPs形成的影响。在本试验中将含有Myc标签的GP5(Myc-GP5)和含有His标签的M(His-M)蛋白基因分别克隆至pFastBac dual载体的p10和pH双元启动子下;N蛋白基因克隆至pFastBac HTB载体上,转染sf9和Highfive细胞后,GP5、M和N蛋白均被成功表达。透射电镜观察结果表明,Myc-GP5和His-M能够自动组装成VLPs,并且与天然PRRSV形态一致,具有双层膜结构,直径大小在40~60 nm。采用抗M蛋白的家兔血清进行免疫电镜观察,结果显示,Myc和His双标记型VLPs与天然病毒一样都能够被金颗粒标记,而且共感染的N蛋白不影响标记型VLPs的组装。本研究首次采用昆虫杆状病毒表达系统成功制备了PRRSV的双标记型VLPs,具备与天然病毒相似的特性,为开发高效安全以及能够区分感染与免疫VLPs疫苗奠定了基础。     

PRRSV GP3蛋白和PCV-2Cap蛋白在杆状病毒囊膜表面的共展示及展示蛋白的小鼠免疫试验

为了研制以杆状病毒表面展示系统为基础的猪繁殖与呼吸综合征和猪圆环病毒病双价基因工程亚单位疫苗,利用杆状病毒表面展示技术构建展示猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)GP3蛋白和猪圆环病毒2型(PCV-2)Cap蛋白的重组杆状病毒BacSC-Dual-ORF3-ORF2,并对该重组病毒进行Western-blot分析、激光共聚焦显微镜观察、免疫金电子显微镜检测、动物免疫试验、血清中和试验以及淋巴细胞增殖试验。结果显示,重组杆状病毒表达了重组GP3蛋白和Cap蛋白;该重组杆状病毒感染昆虫细胞Sf-9后在细胞膜上展示了重组GP3蛋白和Cap蛋白,并且重组蛋白展示在杆状病毒囊膜上。动物免疫试验表明,重组杆状病毒免疫小鼠产生了抗PRRSV和抗PCV-2的特异性抗体,免疫小鼠血清中抗PRRSV和抗PCV-2的中和抗体效价分别达到1∶9.6和1∶13.6。淋巴细胞增殖试验表明,该重组杆状病毒能诱发较强的细胞免疫应答。结果表明,表面展示PRRSV GP3蛋白和PCV-2Cap蛋白的重组杆状病毒已构建成功,这为下一步应用该重组杆状病毒作为双价亚单位疫苗预防PRRSV和PCV-2的共感染奠定了基础。     

番鸭细小病毒样颗粒的制备与鉴定

为在昆虫细胞中表达番鸭细小病毒主要结构蛋白VP3,并探讨重组蛋白VP3能否在昆虫细胞中自动组装成病毒样颗粒,高保真扩增VP3基因,克隆入杆状病毒转移载体pFastBac1中,获得重组转移质粒pFB-VP3,转化DH10Bac感受态细胞,经抗性、蓝白斑筛选及PCR鉴定,得到重组Bacmid DNA。将其转染昆虫细胞Sf9,制备重组杆状病毒rBac-VP3,利用SDS-PAGE、Western-blot、间接免疫荧光试验对重组蛋白的表达情况进行检测,负染电镜观察病毒样颗粒,并通过Western-blot对病毒样颗粒进行鉴定。SDS-PAGE和Western-blot结果表明重组蛋白大小正确。间接免疫荧光试验结果显示,重组蛋白获得了成功表达。利用负染电镜可观察到直径约20 nm的典型二十面体病毒样颗粒。Western-blot结果显示该病毒样颗粒由VP3蛋白组成。本研究首次成功利用杆状病毒/昆虫细胞表达系统制备了番鸭细小病毒样颗粒,为番鸭细小病毒病新型基因工程疫苗的研制奠定了基础。     

H3N8亚型马流感病毒VLPs的构建及其生物学特性分析

为了构建含H3N8亚型马流感病毒HA蛋白和M1蛋白的病毒样颗粒疫苗,把A/equine/Xinjiang/3/2007(H3N8)的HA基因和M1基因克隆到杆状病毒穿梭载体pFastBac Dual中,将得到的重组穿梭质粒pFBD-XJ3HA-M1转化至DH10Bac感受态细胞,与杆状病毒骨架质粒Bacmid进行重组从而获得重组杆状病毒转座子rBac-XJ3HA-M1,然后将其转染Sf9昆虫细胞,包装重组杆状病毒rBV-XJ3HA-M1。通过PCR鉴定、细胞免疫组织化学试验、Western-blot分析以及血凝试验证明,HA蛋白和M1蛋白在昆虫细胞中能够有效表达,且表达产物具有良好的反应活性,表达的HA蛋白具有血凝活性。电镜观察发现,HA蛋白和M1蛋白能够稳定形成病毒样颗粒。上述研究结果为研制马流感亚单位疫苗提供了技术储备,也为马流感病毒蛋白的功能研究奠定了基础。     

以乙型肝炎病毒核心蛋白为载体的PRRSV病毒样颗粒疫苗的构建

为采用乙型肝炎病毒核心蛋白(HBc)为载体,构建含美洲型猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)GP5糖基化蛋白抗原表位的HBc-GP5病毒样颗粒(VLPs)疫苗,对HBc序列进行密码子优化,将其克隆至pET-28a(+)载体中,获得质粒pEO-NEW。在HBc刺突顶端的免疫显性区插入优化后的GP5序列,获得重组表达质粒pEO-LEORF5,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG 22℃诱导表达。利用SDS-PAGE和Western-blot验证融合蛋白pEO-LEORF5的表达。超声破碎后利用蔗糖密度梯度离心对融合蛋白进行纯化,最后用透射电镜观察VLPs的形成情况。结果表明,重组表达质粒pEO-LEORF5构建正确。表达的融合蛋白的分子质量为32ku,以包涵体和可溶性两种形式表达。经浓缩纯化后融合蛋白纯度可达67%,且能自主装配为VLPs。本试验成功构建出新型HBc-GP5VLPs候选疫苗,为研发新型PRRS疫苗提供了新思路。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白糖基化位点缺失突变株的构建

以含有猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)VR-2332株全长感染性cDNA克隆的质粒pVR2332为模板,通过融合PCR方法扩增GP5蛋白第34、51位天冬酰胺糖基化位点缺失的突变序列,替换pVR2332质粒中编码GP5蛋白的DNA片段,分别获得重组质粒pVR-N34A、pVR-N51A。在体外转录后转染BHK-21细胞,转染后第48小时收集细胞接种Marc-145细胞,进行突变病毒的拯救。然后通过RT-PCR扩增拯救病毒GP5蛋白的编码序列,序列分析显示构建正确。间接免疫荧光试验证明拯救病毒能够正常表达GP5蛋白。同时,中和试验结果初步表明GP5糖基化位点缺失影响PRRSV与中和抗体的反应。猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白不同糖基化位点缺失突变株的获得将为进一步揭示GP5蛋白糖基化与诱发机体免疫反应之间的关系奠定基础。     

PRRSV ORF5和ETEC faeG基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

分别以猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)分离株JL-12的cDNA和产肠毒素大肠杆菌质粒为模板,PCR扩增ORF5和faeG基因,对扩增产物进行鉴定和测序,并构建重组表达质粒pGAPZαA-ORF5、pGAPZαA-ORF5-FaeG,将pGAPZαA-ORF5与pGAPZαA-ORF5-FaeG分别转入毕赤酵母表达系统中构建重组菌,获得分泌表达蛋白的重组酵母菌,对其表达产物进行SDS-PAGE和Western-blot分析。SDSPAGE分析结果显示,分别得到分子质量约为24ku的GP5蛋白和52ku的GP5-FaeG融合蛋白。Western-blot分析结果显示,GP5蛋白、GP5-FaeG融合蛋白都具有反应原性。上述研究结果为PRRSV的分子生物学功能和基因工程疫苗的研发奠定了基础。     

PRRSV中和表位串联Fc分子的表达与免疫原性鉴定

为融合表达猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）中和表位和Fc分子,首先合成PRRSVGP3和GP5的串联B细胞中和表位与鼠Ig G1-Fc的m Fc-GP35-Bp基因片段,将其克隆到pFastBac载体上,构建重组质粒pFastBac-m Fc-GP35-Bp,经蓝白斑筛选出重组杆粒Bacmid-m Fc-GP35-Bp,并转染昆虫Sf9细胞,获得重组杆状病毒rBV-m Fc-GP35-Bp。通过Western-blot分析重组蛋白的反应原性,免疫小鼠后,通过间接ELISA检验其免疫原性,病毒中和试验检测中和抗体水平。结果显示,m Fc-GP35-Bp蛋白在昆虫Sf9细胞中获得表达,且可分泌至上清;用m Fc-GP35-Bp蛋白免疫小鼠后,ELISA测定抗体效价可达1∶100 000,三免后第4周仍可检测到较高抗体水平;中和抗体效价介于1∶40和1∶80之间。结果表明,表达的重组m Fc-GP35-Bp蛋白具有良好的反应原性和免疫原性,可刺激机体产生中和抗体,与Fc分子融合表达延长了抗体在血清中存在的时间,本试验为PRRSV中和表位疫苗的研发奠定了基础。     

杆状病毒GP64蛋白单克隆抗体的制备及鉴定

为研究杆状病毒GP64蛋白在感染宿主过程中的表达情况,通过克隆构建含GP64基因的重组质粒,在CHO-S细胞表达重组GP64蛋白,利用野生型杆状病毒免疫BALB/c小鼠血清,筛选出重组GP64蛋白的单克隆抗体。结果表明,构建出正确的GP64重组质粒,成功表达出GP64蛋白,筛选出1株分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞5B1;单克隆抗体亚类鉴定结果显示,单抗亚类为Ig G2b,轻链类型为κappa;IFA和Western-blot结果显示筛选出的GP64单克隆抗体可以与杆状病毒及GP64蛋白发生特异性结合。结论,GP64蛋白的单克隆抗体制备成功。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒重组质粒pEGFP-NSP9的构建与表达

为验证siRNAs对猪繁殖与呼吸综合征病毒复制的抑制效果,构建了猪繁殖与呼吸综合征病毒NSP9基因与增强型绿色荧光蛋白基因GFP的融合表达质粒,并在Marc145细胞中进行了表达。通过RT-PCR方法扩增猪繁殖与呼吸综合征病毒NSP9基因,将其克隆入表达载体pEGFP-N1,并进行双酶切、PCR及测序鉴定。将阳性重组质粒转染Marc145细胞,检测绿色荧光蛋白的表达和NSP9基因转录水平。结果显示,经双酶切及PCR鉴定,目的基因的大小与预期相符。荧光显微镜和流式细胞仪均检测到细胞内绿色荧光蛋白的表达,荧光定量PCR检测到细胞内有NSP9基因的转录。本研究成功构建的猪繁殖与呼吸综合征病毒NSP9基因GFP融合表达质粒,为在细胞水平快速筛选有效的siRNAs提供了工具。     

猪瘟病毒T细胞表位与猪细小病毒VP2融合基因在重组杆状病毒中的表达

将猪细小病毒分离株LJL12 VP2基因和猪瘟病毒多肽基因E290克隆至真核表达载体pMel Ba-cA,将该重组质粒与Bac-N-Blue DNA共转染昆虫细胞,并对表达产物进行分析,构建了表达猪瘟病毒T细胞表位和猪细小病毒VP2融合蛋白的重组杆状病毒。结果显示,获得了含VP2基因和E290基因的重组质粒pM-VP2-E290,昆虫细胞sf9的表达产物经SDS-PAGE、Western-blot检测后确定所表达的蛋白质分子质量大小约为67 ku,且具有天然蛋白的抗原特性。免疫电镜观察可见表达产物形成的病毒样颗粒。证实,成功构建了同时含有PPV VP2基因和CSFV特异性T细胞表位基因的重组杆状病毒,并在昆虫细胞中得到了高效表达。     

家兔出血症病毒病毒样颗粒疫苗的研制及评价

为研究重组杆状病毒RHDV-VP60株表达VP60蛋白及其效果的情况,将RHDV-VP60株接种Sf9细胞制备家兔出血症病毒样颗粒蛋白,与铝胶佐剂混合制成灭活疫苗,进行安全检验、最小免疫剂量测定及免疫持续期研究。结果显示,3批VP60蛋白病毒样颗粒抗原液的血凝效价为1∶2~(18)～1∶2~(19)。3批疫苗以超剂量(每只2.0 mL)免疫家兔未见任何不良反应;对兔的最小免疫剂量为每只0.5 mL;免疫后第14天,血清RHDV HI效价为1∶16～1∶64,攻毒后5/5健活;疫苗免疫持续期达210 d。上述研究结果表明,重组杆状病毒RHDV-VP60株可高效表达VP60蛋白并能形成病毒样颗粒,用其制备的疫苗安全性及免疫效果良好,解决了传统疫苗生产过程所存在的生物安全风险以及重组蛋白表达量低的问题。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒的分离及其基因组变异特征的研究

为了解猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)在河南省新乡地区猪体内的进化情况,笔者对河南省新乡地区某猪场送检的疑似猪繁殖与呼吸综合征的病料进行了病毒的分离鉴定,并采用PCR扩增得到了该病毒的全基因组序列,同时对分离病毒株的GP5和NSP2序列进行了比对分析。结果显示:成功分离并鉴定出1株美洲型PRRSV(XX2015),与中国代表毒株CH-1a中的核苷酸同源性是92.8%,与高致病性(HP)-PRRS病毒代表株Hu N4、Hu B1、He Nan-1、He NAN-A14株的核苷酸同源性则分别为97.2%、97.0%、97.2%、94.4%。对基因组的进一步分析表明,该毒株GP5蛋白非中和性表位处存在氨基酸变异,NSP2蛋白在第481位、第485~488位、第533~561位共缺失34个氨基酸。XX2015分离株是HP-PRRSV的一个代表株,该病毒株在NSP2蛋白中存在跳跃性突变,为进一步研究猪繁殖与呼吸综合征病毒的分子进化提供了分子证据。     

PEDV结构蛋白S和M在昆虫细胞中的表达及病毒样颗粒鉴定

为在昆虫细胞中表达猪流行性腹泻病毒(PEDV)的S和M蛋白,并探讨S和M蛋白能否自动组装成病毒样颗粒(VLPs)分泌至培养基中,本研究构建了 3种不同的重组质粒(pFastBac-S、pFastBac-M和pFastBac-S-M),转化入DH10Bac感受态细胞,经蓝白斑筛选及PCR鉴定获得重组Bacmid,通过转染...     

猪圆环病毒2d亚型病毒样颗粒的制备与鉴定

本研究从临床病料中扩增获得猪圆环病毒2型(PCV2)Cap基因,并进行序列分析和抗原性比对,然后利用杆状病毒表达系统在昆虫细胞内将Cap基因进行表达,目的蛋白进行Western-blot、IFA、质谱鉴定以及透射电镜和免疫电镜检测。结果表明,扩增获得的PCV2 Cap基因属于PCV2d亚型,在抗原性方面与国内PCV2a、PCV2b代表性毒株及疫苗株存在4个部位的差异;在昆虫细胞内PCV2d Cap蛋白成功表达并具有良好的免疫原性;PCV2d Cap蛋白在昆虫细胞内完成自组装,形成与天然病毒结构相似的病毒样颗粒(VLP)。本研究首次在昆虫细胞内制备出PCV2d亚型病毒样颗粒,为PCV2d亚单位疫苗研制及诊断抗原开发奠定了基础。     

A群猪轮状病毒G5型OSU株VP7基因的克隆及其重组杆状病毒的鉴定

利用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)扩增出A群猪轮状病毒(PRV)G5型OSU株长度约为1.0kb的基因片段,将其克隆到pMD 18-T载体上进行测序鉴定,证明为该PRV的VP7蛋白基因,与已发表的该PRV VP7基因序列的同源性为99.8%.将该基因黏端克隆至表达载体PblueBAChisC质粒中,酶切及PCR鉴定表明获得了PRV-VP7蛋白基因与PblueBAChisC质粒的阳性重组子.纯化该重组质粒并与线性杆状病毒DNA分子Bac-N-Blue共转染昆虫细胞sf9,5 d后收获重组病毒.通过对重组杆状病毒DNA分子的酶切及PCR鉴定,确定PRV-VP7基因已正确插入.将经3次蚀斑筛选纯化后的该重组杆状病毒接种于sf9细胞大量增殖后,获得了重组杆状病毒PRV-VP7蛋白的真核表达.     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白间接ELISA抗体检测方法的建立与应用

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是影响世界养猪业的一种重要病原,GP5蛋白是病毒编码的重要免疫保护蛋白。目前,虽然PRRSV抗体检测方法较多,但尚无商品化的GP5蛋白ELISA抗体检测试剂盒。本研究根据高致病性PRRSV BB0907毒株GP5基因特性,删除了GP5基因跨膜区,并将剩余基因片段优化为大肠杆菌偏嗜性,构建了高效表达的GP5重组蛋白的原核表达载体,制备获得GP5重组蛋白。通过反应条件优化,建立了PRRSV GP5蛋白间接ELISA(GP5-ELISA)抗体检测方法,其最佳抗原包被浓度为1.0 g/m L,血清的最佳稀释度为1∶100,与猪圆环病毒2型(PCV2)、猪瘟病毒(CSFV)、伪狂犬病病毒(PRV)、口蹄疫病毒(FMDV)、脑心肌炎病毒(EMCV)和副猪嗜血杆菌(HPS)等病原抗体均无交叉反应。相对于IDEXX公司PRRSVELISA抗体检测试剂盒,本研究建立的间接GP5-ELISA的敏感性和特异性分别为90.69%和92.86%,两种方法的符合率为91.11%。用本研究建立的间接GP5-ELISA对360份临床猪血清的PRRSV抗体进行检测,抗体阳性率为74.44%。上述结果表明,本研究建立的猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白间接ELISA抗体检测方法具有广阔的应用前景。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白间接ELISA抗体检测方法的建立与应用

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是影响世界养猪业的一种重要病原,GP5蛋白是病毒编码的重要免疫保护蛋白。目前,虽然PRRSV抗体检测方法较多,但尚无商品化的GP5蛋白ELISA抗体检测试剂盒。本研究根据高致病性PRRSV BB0907毒株GP5基因特性,删除了GP5基因跨膜区,并将剩余基因片段优化为大肠杆菌偏嗜性,构建了高效表达的GP5重组蛋白的原核表达载体,制备获得GP5重组蛋白。通过反应条件优化,建立了PRRSV GP5蛋白间接ELISA(GP5-ELISA)抗体检测方法,其最佳抗原包被浓度为1.0μg/m L,血清的最佳稀释度为1:100,与猪圆环病毒2型(PCV2)、猪瘟病毒(CSFV)、伪狂犬病病毒(PRV)、口蹄疫病毒(FMDV)、脑心肌炎病毒(EMCV)和副猪嗜血杆菌(HPS)等病原抗体均无交叉反应。相对于IDEXX公司PRRSV ELISA抗体检测试剂盒,本研究建立的间接GP5-ELISA的敏感性和特异性分别为90.69%和92.86%,两种方法的符合率为91.11%。用本研究建立的间接GP5-ELISA对360份临床猪血清的PRRSV抗体进行检测,抗体阳性率为74.44%。上述结果表明,本研究建立的猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白间接ELISA抗体检测方法具有广阔的应用前景。     

H5N1亚型禽流感病毒HA基因在sf9细胞中的表达

本研究选用Bac-To-Bac杆状病毒表达系统构建含有H5N1亚型禽流感病毒HA主要抗原基因的重组杆状病毒,并感染sf9昆虫细胞表达HA抗原蛋白。首先,分析禽流感病毒H5N1亚型HA基因编码的氨基酸序列,选取抗原表位集中特异性保守的HA序列,构建重组供体质粒p Fast HA,转化DH10Bac感受态细胞,经蓝白斑筛选和PCR检测,获得重组穿梭载体Bacmind HA。脂质体法转化对数生长期的sf 9昆虫细胞,获得重组杆状病毒r Bac HA。经Western-blotting检测及间接免疫荧光(IFA)分析,结果表明,HA蛋白在sf9昆虫细胞中正确表达,分子质量约为45 ku,并具有良好的反应原性。为进一步研制H5N1亚单位疫苗的研发及研制H5亚型ELISA抗体试剂盒奠定了基础。     

猪细小病毒AV30 VP2基因在昆虫细胞中表达及其免疫原性鉴定

本研究选用Bac-to-Bac昆虫杆状病毒表达系统构建含有猪细小病毒AV30未优化、优化后衣壳蛋白VP2基因的重组杆状病毒,感染sf9、HF细胞表达VP2蛋白。首先,扩增PPV AV30得到VP2基因,测序后由公司根据昆虫细胞嗜性进行基因优化。同时构建并收获未优化、优化重组杆状病毒r BacVP2。其感染HF细胞后,进行Western-blot及IFA实验分析表明,未优化、优化VP2蛋白在昆虫细胞中正确表达,分子质量约为64 ku,并具有良好的反应原性。电镜观察,未优化、优化VP2蛋白均自我组装成VLP,与PPV AV30病毒粒子大小形状相似。最后,用VP2-VLP免疫BALB/c小鼠,能刺激小鼠产生抗PPV的特异性抗体。免疫后的小鼠脾脏淋巴细胞在PPV AV30病毒的刺激后,出现显著的增殖情况,同时产生了Th1和Th2型相关细胞因子。本研究成功构建了VP2-VLP,并在小鼠实验中显示了良好的免疫效果,为以VP2为表位载体的嵌合型病毒样颗粒疫苗进一步研制奠定了基础。