论文部分内容阅读
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)感染是胃炎、胃十二指肠溃疡及胃癌等疾病的重要危险因素。有效的疫苗接种将是在人群水平上预防和控制Hp感染的重要途径。在抗 Hp 感染免疫应答中,Hp 中性粒细胞激活蛋白 A (neutrophil-activating protein A,NapA)和黏附素A(adhesin A,HpaA)发挥重要作用,是目前Hp疫苗研究中两种重要的候选抗原。乳酸乳球菌(Lactococcus lactis,L. lactis)目前已被广泛地用作疫苗载体,用于抗原蛋白的表达和递送。 目的 用L. lactisNZ3900/pNZ8149食品级表达载体分别构建表达HphpaA和napA基因的重组菌株,经小鼠免疫实验鉴定其免疫保护效果,并初步探讨其免疫保护机制,以促进Hp口服疫苗的研发。 方法 1. 应用基因重组技术构建 L. lactis 基因重组菌株 NZ3900/pNZ8149-hpaA 和NZ3900/pNZ8149-napA,用nisin诱导表达HpaA和NapA蛋白,蛋白的免疫反应性通过SDS-PAGE和Western blotting法鉴定。 2. SPF级BALB/c小鼠按体重随机分为HpaA组、NapA组、HpaA+NapA组、8149组、GM17组和基线组,前五组分别用200 μLNZ3900/pNZ8149-hpaA菌液(含1×1010CFUs)、NZ3900/pNZ8149-napA菌液(含1×1010 CFUs)、混合菌液(含两种工程菌各1×1010CFUs)、NZ3900/pNZ8149(含1×1010 CFUs)、无菌GM17培养基灌胃,每周一次共免疫 6 次。这五组均在末次免疫一周后随机处死二分之一数量的小鼠,收集血清和粪便样品,抗原特异性IgG和SIgA抗体通过ELISA法检测;分离并培养脾脏细胞,并用 Hp 全菌抗原刺激细胞,用 ELISA 法检测培养物上清中Th1、Th2和Th17型免疫反应相关细胞因子。对基线组不进行灌胃处理。 3.末次免疫2周后,用Hp 11637菌液(含菌体2×109CFUs)经灌胃攻击感染小鼠(基线组除外),每隔2天攻击一次,共4次。所有小鼠均在末次攻击感染一周后处死,用尿素酶试验和qPCR法检测胃组织中Hp的定植。 4. 取各重组菌过夜培养的菌液,按照1:25的比例加入不含nisin的GM17液体培养基中,连续培养12 h,期间每60 min测定一次OD600值,横坐标为培养时间,纵坐标为 OD600,绘制其生长曲线。用同样的方法测定重组菌株在含 nisin (终浓度25 ng/mL)的GM17培养基中的生长曲线。测定重组菌在无抗生素筛选压力的条件下连续培养至第50代时,携带重组质粒的菌体阳性率。用平板计数法测定不同 OD600值的重组菌株菌液所对应的菌落数,用 Matlab 软件分析OD600与CFU/mL关系。 结果 1. 经 PCR、酶切及测序鉴定证实,重组菌株 NZ3900/pNZ8149-hpaA 和NZ3900/pNZ8149-napA 构建正确。SDS-PAGE 分析显示,诱导表达的HpaA 和NapA的分子量分别约为27kDa和15kDa,表达量分别约占菌体总蛋白的33.3%和18.6%。Western blotting显示HpaA和NapA均可被小鼠抗Hp免疫血清识别。 2. 免疫接种后抗体检测:与 8149 组和 GM17 组相比,HpaA 组、NapA 组和HpaA+NapA组的抗原特异性IgG和SIgA抗体均升高(P<0.05);HpaA+NapA组抗HpaA的IgG抗体明显高于HpaA组(P<0.05),但与NapA组相比抗NapA的IgG抗体差异无统计学意义(P>0.05);HpaA+NapA组抗HpaA SIgA抗体较HpaA组低,抗NapA的SIgA抗体较NapA组低(P<0.05)。 3. 细胞因子检测:(1)与 8149 组和 GM17 组相比,HpaA 组、NapA 组和HpaA+NapA组的IL-17、IL-23、IFN-γ水平均升高,NapA组的IFN-γ水平高于HpaA组和HpaA+NapA组(P<0.05);(2) IL-2: HpaA+NapA组高于8149组和GM17组,HpaA组高于GM17组(P<0.05);(3) IL-12:HpaA组、NapA组高于 8149 组和 GM17 组,HpaA+NapA 组高于 GM17 组(P<0.05);(4) IL-4:HpaA+NapA组低于8149组和GM17组,HpaA组、NapA组低于8149组(P<0.05);(5) IL-10:HpaA组、NapA组和HpaA+NapA组的IL-10水平均低于8149组(P<0.05)。 4. Hp定植检测:尿素酶试验结果显示,HpaA组、HpaA+NapA组的OD550均低于GM17组和8149组,NapA组的OD550低于GM17组(P<0.05);qPCR结果显示HpaA组、NapA组和HpaA+NapA组均低于8149组,HpaA+NapA组低于HpaA 组(P<0.05);但 HpaA+NapA 组与 NapA 组相比差异无统计学意义(P>0.05)。 5.细菌传代实验结果显示,L. lactis重组菌株传代至第50代,从随机挑取的50个单菌落中,用PCR方法均可检测到质粒携带的目的基因,阳性率为100%。通过测量不同培养时间的L. lactis重组菌菌液的OD600值和菌体浓度,获得了重组菌株的生长曲线和菌液OD600值与CFU/mL的关系曲线。 结论 1. 应用食品级乳酸菌表达系统和基因工程技术成功地构建了分别表达Hp HpaA和NapA的重组菌株L. lactisNZ3900/pNZ8149-hpaA和L. lactisNZ3900/pNZ8149-napA;重组菌株表达的HpaA蛋白和NapA蛋白具有良好的免疫反应性。 2. 重组菌株单独或联合经口免疫小鼠,均可引起小鼠特异性血清 IgG 和肠道SIgA抗体的升高,诱导产生Th1和Th17型免疫反应;并可减少受Hp攻击的小鼠胃组织Hp的定植;NapA可增强HpaA的免疫保护效果。 3.重组L. lactis菌株具有较好的遗传稳定性;重组菌株的生长曲线和菌液OD600值与CFU/mL关系的研究将进一步推动工程菌株的应用。