金黄色葡萄球菌表面蛋白的原核表达、纯化及免疫效应研究

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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)可引起一系列不同程度的感染;一个不太严重的伤口感染可发展为恶性的败血症、骨髓炎、脓毒性关节炎或是心内膜炎。S.aureus更是医院感染中最常见的病原菌之一。甲氧西林抗性的金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant S.aureus,MRSA)菌株,可抵抗大多数临床上应用的抗生素。令人忧虑的是,MRSA菌株对治疗葡萄球菌感染最为有效的抗生素——万古霉素的敏感性日益降低,这些对万古霉素不敏感的金黄色葡萄球菌(Vancomysin-intermediate S.aureus,VISA)菌株的出现使人们产生了金葡菌感染不能治愈的恐惧感,因此必须寻找到一种有效的治疗方法。 研究表明,基于金葡菌细胞外结合基质蛋白(ECMBPs)的重组蛋白疫苗对于机体更有保护效果。基于PCR技术,分别扩增了纤连蛋白结合蛋白(FnBP)和胶原蛋白结合蛋白(Cna)的基因fnb和cna。并克隆于原核表达载体pET-32a(+),分别构建了融合基因表达质粒trx-fnb-pET-32a(+),trx-cna-pET-32a(+)和非融合基因表达质粒fnb-pET-32a(+),cna-pET-32a(+);在IPTG的诱导下获得了高表达量的融合蛋白Trx-Cna,Trx-FnBP(表达量分别占菌体总量的58.8%、52.8%)和非融合蛋白Cna,为获得更为广谱的双价疫苗侯选蛋白,利用重叠引物延伸PCR技术,将fnb和cna基因连接起来克隆入pET-32a(+)构建了与载体蛋白基因Trx相连的Cna+fnb-pET-32a(+)质粒,并获得高量表达,表达量占菌体总量的26.5%。 分别利用金属鏊和亲和层析和离子交换层析获得高纯度Trx-Cna、Trx-FnBP、Cna和融合Trx的Cna-fnBP蛋白抗原。用于免疫昆明系和Balb/c小鼠,经ELISA测定各组与对照组相比抗体滴度有大幅升高(>10~8)。淋巴细胞增殖实验初步表明,所获抗原具良好的细胞免疫应答的效果。末次免疫后一周进行攻毒实验,初步的免疫保护实验表明,S.aureus strain S-6,5×10~7CFU,5%的MUCIN,1ml/只的剂量,腹腔注射后,各免疫组保护率分别是42.8%(CN组),50%(FN组),50%(CN-FN组)远比Control组(25%)为高。经Western Blot分析,我们所得抗原与免疫动物的抗血清有良好的结合活性。 结论我们所获的金黄色葡萄球菌表面蛋白是可溶性的,较好地保持了其免疫原性,实现了其在大肠杆菌中的高量表达;我们首次尝试将金葡菌的fnb和cna基因连接起来,构建双价疫苗从而扩大了蛋白疫苗的保护范围,使之可以防治绝大部分金葡菌株;动物实验表明,这些蛋日具有良好的体液免疫和细胞免疫应答的效果;开发金葡菌ECMBPs重组疫苗具良好的应用前景。
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