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幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)是主要定植于宿主胃和十二指肠粘液或粘膜处的一种重要致病菌,与多种胃病及十二指肠疾病有密切关系。Hp是一种全球范围的人类致病菌,世界上约有50%以上的人口感染此病原菌,我国目前约有50%~80%的感染人群,它是目前所知的人类感染率最高的感染菌之一,对人类身体健康造成了严重的危害。现如今,针对此病原菌最常用的是联合质子泵抑制剂和两种或三种抗生素的疗法,虽然该疗法有较好的疗效,但耐药性增强、不良反应和高费用等因素使抗生素疗法面临严重的挑战;另外,该疗法只针对有病症的患者,因此,如何在广大的人群中有效控制Hp的感染,避免其诱发的一系列疾病的发生和发展,具有非常重要的意义。基因疫苗具有有效的预防性和治疗性,有望成为控制Hp感染的最有效和最有前景的方法之一。
本研究选择Hp具有较强的免疫原性的热休克蛋白A亚单位(HspA)进行研究,首先将HspA基因克隆至原核表达载体pET-32a(+)上,转化大肠杆菌E.coliBL21(DE3),成功构建了重组表达菌株(pET-32a-HspA);另外,为增强Hp抗原的免疫原性,Hp疫苗需配合免疫粘膜佐剂共同进行免疫试验,因此同时构建了免疫佐剂霍乱毒素B亚单位(CTB)的E.coli重组表达菌(pET-32a-CTB),将构建好的重组质粒进行测序和序列同源性比较后发现,所得基因序列与Genbank公布的序列有非常高的同源性。分别将两组重组菌进行诱导表达和鉴定,结果表明,重组菌可成功诱导表达目的蛋白,且Western blotting鉴定结果证实其具有良好的免疫原性;对表达蛋白利用Ni2+-NTA柱亲和层析及凝胶过滤层析和阴离子交换层析等一系列纯化可得到纯度为90%以上的目的蛋白,将纯化后的HspA抗原蛋白进行初步结晶条件的摸索,为Hp的防治奠定一定的结构基础;对纯化的CTB蛋白进行GM1-ELSA活性测定,结果证明其有良好的GM1结合活性,为后续佐剂研究奠定基础。
同时,本研究利用重叠延伸PCR法成功利用(Gly4Ser)3连接肽序列构建了CTB-HspA融合基因,生物信息学分析结果可知Linker两端的蛋白保持原有的二级结构、抗原性和亲水性。利用Bac-to-Bac系统成功构建了重组杆状病毒vBmCTB-HspA,分别感染家蚕BmN细胞、五龄幼虫和蚕蛹,利用家蚕生物反应器中表达的HspA抗原和CTB-HspA融合蛋白,并对分别其进行SDS-PAGE电泳和Western blotting分析鉴定,结果表明目的蛋白在家蚕BmN细胞、五龄幼虫和蚕蛹均成功表达。将表达有HspA抗原蚕蛹和CTB-HspA融合蛋白的家蚕蛹等七组对ICR小鼠进行口服实验,ELISA检测口服免疫后血清的特异性IgG,实验结果表明rHspA+CTB免疫组、HspA蚕蛹+CTB免疫组和CTB-HspA融合蛋白蚕蛹免疫组有良好共免疫效果,与对照组相比产生了较高水平的特异性抗体(P<0.01),为今后进一步利用家蚕生物反应器制备低成本的Hp基因工程口服疫苗奠定了一定的基础。