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鲤春病毒血症(Spring viremia of carp,SVC)是一种传染性强、致死率高的水产疾病,可引起鲤科鱼类的大规模爆发性死亡。近年来,国内多地检测出鲤春病毒血症病毒(Spring viremia of carp virus,SVCV)的存在。如何做好对SVC的预防工作,是当前亟待解决的问题。渔用疫苗在水产病害防治上有着难以替代的作用,然而当前SVC疫苗的开发仍处于实验室阶段。随着对疫苗免疫机理的深入研究,设计和研发由抗原、免疫佐剂和递送系统等组分构成的多组分疫苗,已成为当今疫苗研究的热门方向。而仿生纳米材料与靶向因子可以用于构建高效安全的疫苗递送系统。针对以上问题,本研究制备了鱼类红细胞膜包裹壳聚糖-DNA纳米粒子并进行甘露糖修饰,构建了可用于有效保护和高效递送SVCV抗原的靶向性仿生纳米疫苗系统,并通过体内和体外试验探究了疫苗系统在免疫应答过程中的相关增效机制。研究取得的具体结果如下:1.靶向性红细胞膜包裹壳聚糖载DNA疫苗系统构建将工程菌扩大培养后使用质粒大提盒制备质粒pc DNA3.1-G,利用壳聚糖与质粒的静电吸附作用形成球形纳米粒CS-G,并通过物理挤压法将斑马鱼红细胞膜与CS-G结合生成红细胞膜包裹壳聚糖纳米粒CS-G@M,接下来对仿生纳米粒子进行甘露糖修饰,构建了靶向性红细胞膜包裹壳聚糖载DNA疫苗系统CS-G@M-M。随后,使用透射电镜、蛋白浓度测定和动态光散射技术(Dynamic light scattering,DLS)对疫苗系统进行表征。结果表明:靶向性红细胞膜包裹壳聚糖载DNA疫苗系统构建成功,粒径约为204 nm,具有核壳结构且稳定性良好。2.靶向性仿生纳米疫苗系统安全性评价将上述疫苗系统与鲤巨噬细胞和鲤上皮瘤细胞系(Epithelioma papulosum cyprinid cell line,EPC)进行共孵育培养;并对斑马鱼进行腹腔注射免疫试验,通过细胞毒性检测、生长性能检测和组织切片观察等方法综合性评估疫苗系统的安全性。结果表明:在细胞水平,将鲤巨噬细胞和EPC细胞分别在浓度不高于20μg/m L的疫苗系统中处理24 h后,细胞活性均可达到90%以上;在个体水平,以4μg/g剂量的疫苗系统对斑马鱼进行注射免疫,60 d内,免疫后的斑马鱼和未处理的斑马鱼相比无异常行为,且在鱼体的主要组织器官如脑、肠、脾、肝和肾中均未发现异常或损伤;进行腹腔注射免疫后斑马鱼的生长发育也未受影响。证明该疫苗系统在一定浓度范围内具备良好的生物相容性,不会对鱼类细胞和个体产生明显毒副作用。3.靶向性仿生纳米疫苗系统免疫效果研究将疫苗系统通过腹腔注射免疫斑马鱼后,采用荧光定量PCR和酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)等方法结合SVCV病毒攻毒试验来评估该疫苗系统的免疫效果。结果显示:在免疫相同时间后,与对照组及CS-G@M组相比,CS-G@M-M可显著提高免疫斑马鱼血清抗体水平和免疫相关生理指标水平,并显著增强免疫相关基因的表达水平;SVCV分别对不同免疫时间的斑马鱼攻毒后,CS-G@M组在免疫后3 d、21 d和70 d的相对保护率依次为38.7%、49.3%和34.7%,而CS-G@M-M组的相对保护率依次为63.3%、85.3%和51.3%。证明CS-G@M-M疫苗系统对SVCV具有长期高效的预防作用。4.免疫增效机制研究制备亲脂性荧光染料DiD标记的CS-G@M和CS-G@M-M疫苗系统后,通过免疫荧光、活体成像和ELISA等技术,研究靶向性仿生纳米疫苗系统在鱼类抗原提呈细胞和免疫组织中的递呈、分布与代谢规律。结果显示:在细胞水平,鲤巨噬细胞对CS-G@M-M的摄取量显著高于CS-G@M和对照组。在个体水平,斑马鱼的肾脏、脾脏和后肠组织对CS-G@M-M的摄取量也显著高于CS-G@M和对照组。并且在注射免疫6 h后,可以在脾脏、肾脏、后肠等免疫器官组织检测到CS-G@M和CS-G@MM,且CS-G@M-M和CS-G@M相比在鱼体内具有更长的持续作用时间。同时,靶向性仿生纳米疫苗系统能够显著刺激抗原提呈细胞的活化,诱导黏膜免疫反应和系统性免疫反应的产生。表明CS-G@M-M疫苗系统可通过加强对抗原提呈细胞的呈递和延长疫苗的持续作用时间来增强疫苗的免疫效果。综上所述,本文构建的靶向性红细胞膜包裹壳聚糖载DNA疫苗系统(CS-G@MM)具有良好的稳定性和生物相容性,其免疫增效机制是通过延长疫苗系统在体内持续作用时间,并提高疫苗对抗原提呈细胞的提呈效率,产生强烈的黏膜免疫和系统性免疫反应,从而实现对SVC的高效防治。本研究成果能够为产业提供高效、低成本、易于推广的渔用疫苗,也可以为其它水产动物疫苗的研制、应用提供理论支持,对水产品的绿色安全生产和渔业的健康持续发展具有重大的价值。