草鱼呼肠孤病毒(GCRV-Ⅱ)VP56蛋白口服微胶囊疫苗的制备及应用

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zengbiao2010
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草鱼是重要的经济性鱼类,在我国淡水养殖业中占据重要地位,由草鱼呼肠孤病毒(GCRV)引发的草鱼出血病每年给水产养殖业带来巨大的经济损失。GCRV共有三个基因型,其中GCRV-II的传染性和致死性最强,由GCRV-II S7基因节段编码的VP56蛋白具有较强的免疫原性。口服疫苗是水产养殖业预防草鱼出血病的理想方法。然而,抗原易降解和免疫原性低是口服疫苗的主要缺陷。本研究中,我们选用VP56蛋白为抗原,同时选择鞭毛蛋白Fla B作为该疫苗的佐剂。为了克服抗原易降解的难点,我们使用海藻酸钠作为递送载体。基于此,我们制备了以草鱼呼肠孤病毒(GCRV-Ⅱ)VP56蛋白和佐剂Fla B为基础,通过海藻酸钠传递的口服微胶囊疫苗,并评估了其对草鱼GCRV-II感染的保护作用。本研究工作分为抗原表位筛选、制备海藻酸钠口服微胶囊疫苗和活体试验三个部分。1、VP56-3是最佳抗原表位区我们通过生物信息学软件分析了VP56蛋白的结构,根据亲水性和抗原表位将VP56分成3个片段并在大肠杆菌中表达GCRV-II VP56基因的全长和三个潜在的抗原表位区,分别通过谷胱甘肽亲和柱对重组蛋白进行纯化。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)和中和抗体试验分析发现VP56-3片段与草鱼抗GCRVII血清的结合能力最强,该片段产生的草鱼血清能够有效抑制GCRV-II对细胞的损伤,且效果最强,在1:40的稀释条件下,VP56-3片段组的细胞存活率仍有20%。2、口服微胶囊疫苗呈球形,具有良好的稳定性、缓释性和低毒性使用海藻酸钠作为载体包载VP56-3和佐剂蛋白Fla B,通过包埋法制备口服微胶囊疫苗(SA-VP56-3/Fla B)。通过动态光散射实验分析微胶囊粒径为1.24±0.22μm,PDI为0.38±0.01,Zeta电位为-18.60±0.47 m V,具有良好的稳定性。通过透射电镜、扫描电镜观察其形态特征,微胶囊呈较为规则的球形结构,表面具有明显褶皱和沟壑。通过体外释放试验、体内荧光成像系统、溶血活性和细胞毒性分析发现SA-VP56-3/Fla B能够抵抗草鱼肠道蛋白酶的水解作用,具有良好的缓释性和低毒性。3、口服微胶囊疫苗能够增强机体免疫反应,显著提高草鱼感染GCRV的存活率我们用SA-VP56-3/Fla B对草鱼进行口服接种,并测量了免疫相关参数(血清中和抗体、血清的特异性抗原结合能力、血清酶活性(TSOD、LZM、C3)、免疫相关基因((头肾和脾脏的Ig M、IFN1、MHC-II、CD8)、后肠的Ig Z))。结果显示,与其他组相比,SA-VP56-3/Fla B显著诱发了强烈的免疫反应,SAVP56-3/Fla B组的血清具有中和活性,对病毒的抑制能力最强,以1:1稀释时,细胞存活率为82%,具有中和活性的抗体有助于宿主的免疫防御,并抑制病毒通过系统循环传播;SA-VP56-3/Fla B组的血清对特异性抗原的结合能力最强,以1:2000稀释时,仍能有效和抗原蛋白VP56-3结合。从血清酶活分析发现,SA-VP56-3/Fla B组能够提高TSOD、LZM、C3的含量和活性,这些指标活性的提高可能是由于该过程中相关的免疫细胞增多或者宿主免疫力提高所导致的。分析免疫相关基因的表达趋势发现,SA-VP56-3/Fla B组能够显著上调头肾和脾脏中的Ig M、IFN1、MHC-II、CD8以及后肠的Ig Z的表达,抑制病毒的复制。GCRV挑战2周后,SA-VP56-3/Fla B组的存活率最高(56%),而对照组为10%并且SA-VP56-3/Fla B组存活的草鱼组织病毒载量最低,这些结果说明SAVP56-3/Fla B疫苗能够有效保护草鱼免受GCRV-Ⅱ的感染。本研究筛选出了GCRV-Ⅱ的一个有价值的潜在抗原表位区作为候选抗原,并且使用鞭毛蛋白Fla B为佐剂,海藻酸钠为递送系统制备了SA-VP56-3/Fla B口服微胶囊疫苗。免疫草鱼后,采用不同的指标评价其免疫效果,发现该疫苗对草鱼具有良好的保护效果,保护率为56%,这表明SA-VP56-3/Fla B可以成为水产养殖中抵抗GCRV-II感染的候选口服疫苗。
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