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本文使用病毒样颗粒和基因重组腺病毒联合免疫小鼠,观察其免疫效果,以期筛选出更好的免疫方案,为阐明轮状病毒的免疫保护机制和新型疫苗的研制提供线索。
一、轮状病毒样颗粒2/6在昆虫细胞中的表达与纯化
为了提高VP2和VP6的表达量,在不改变氨基酸序列的前提下,我们根据昆虫细胞的密码子偏性,人工优化合成了轮状病毒的全长VP2和VP6基因,测序确证正确后,将其插入杆状病毒双表达载体pFastBacDual,通过细菌内同源重组和细胞转染得到了重组杆状病毒rvBacVP2VP6。将该病毒感染昆虫细胞Sf9,收获细胞用Western blot可检测到VP2和VP6的表达。分别收集重组杆状病毒感染Sf9细胞的裂解液和培养上清,经超速离心后,取不同部分进行电子显微镜负染观察,发现同时表达VP2和VP6可组装出空心的病毒样颗粒,与野生型轮状病毒VP2和VP6形成的颗粒形态相似,这种双层的病毒样颗粒主要分泌到细胞培养上清中,细胞内的颗粒以VP2形成的单层颗粒为主。利用超速离心法对VP2和VP6形成的病毒样颗粒(VLP2/6)进行了纯化,透射电镜负染观察、SDS-PAGE和Western blot检测均证明所获得的VLP为轮状病毒VLP。所获得的病毒样颗粒进一步用于后续动物实验研究。通过密码子优化表达轮状病毒基因,提高其表达量的研究未见报道。
二、轮状病毒VLP2/6与VP6基因重组腺病毒联合免疫效果的观察
利用获得的轮状病毒VLP2/6(滴鼻免疫)和表达轮状病毒VP6的重组腺病毒rvAdVP6(口服免疫),我们以BalB/c小鼠为模型,比较了不同接种方案的免疫效果。结果显示:
(1)使用单纯VLP2/6、VLP2/6-rvAdVP6、rvAdVP6-VLP2/6免疫小鼠均可诱导良好的体液免疫、粘膜免疫和细胞免疫反应,但其效果有差别;
(2)使用VLP2/6(添加:Poly I:C和CpG佐剂)初次免疫后,使用重组腺病毒加强免疫,能够有效保护小鼠免受轮状病毒感染,是较好的联合免疫方式;
(3)单独使用VLP2/6(不添加佐剂)就能产生均衡的免疫反应,有效对抗病毒感染;
(4)联合使用佐剂Poly I:C和CpG,能较强刺激免疫系统;
(5)以本研究中使用的rvAdVP6剂量口服免疫小鼠,难以有效诱导免疫反应,但在与VLP2/6的免疫组合中,表现出明显的加强免疫效应,说明使用VLP引发、重组腺病毒加强方案可以有效减少腺病毒的用量;
(6)根据IgG1/IgG2a和细胞因子水平判断,VLP2/6单独免疫小鼠及与重组腺病毒以不同方式联合免疫小鼠,既产生体液免疫,又产生细胞免疫,以体液免疫为主,免疫反应比较均衡;
(7)综合血清、粪便、肠匀浆、肺匀浆、肺灌洗液的ELISA检测结果和TNF<,-α>、IFN<,-γ>、IL-5、IL-4、IL-2等细胞因子的检测结果与攻毒实验结果,发现攻毒保护作用与肠匀浆Iga和IgG、粪便IgG的量成正相关,关系最为密切,推测局部粘膜免疫情况可能在攻毒保护中起关键作用。
综上所述,用轮状病毒样颗粒(VLP2/6)加Poly I:C和CpG佐剂单独免疫小鼠或者引发免疫后用重组腺病毒加强免疫,都取得了良好的免疫效果,对小鼠轮状病毒的感染具有一定保护作用。考虑到VLP制备成本较高,腺病毒制备成本较低,VLP初免-腺病毒加强组合可能是一种更优的方案。这些结果的取得为轮状病毒的免疫保护机制的阐明和新型轮状病毒疫苗的开发提供了重要线索。