猪链球菌保护性抗原表达及小鼠免疫保护效果分析

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猪链球菌(Streptococcus suis,简称SS)是一种重要的人畜共患病原菌,在全世界范围内均有分布,由于抗生素的使用,致使其产生了耐药性,需要找到更有效的防控方法。目前,猪链球菌的优势血清型为2型(SS2)、7型(SS7)以及9型(SS9),但是商品化的猪链球菌疫苗存在交叉保护力较差的问题,需要研制有效的通用型猪链球菌疫苗,其中含有共同保护性抗原的猪链球菌亚单位疫苗是优选方案之一。本研究以前期工作为基础,选取了潜在的保护性抗原sugar ABC transporter substrate-binding protein(S-ABC)和 phosphate ABC transporter ATP-binding protein(P-ABC)为研究对象,经过生物学信息分析筛选出两组B细胞优势表位EP-1和EP-2,对其进行了原核表达及免疫保护效果分析。1.重组抗原蛋白的表达。通过基因克隆获得S-ABC和P-ABC两个蛋白的基因,人工合成EP-1和EP-2基因序列。构建重组表达质粒pET28a-S-ABC、pET28a-P-ABC、pET28a-EP-1和pET28a-EP-2,经测序鉴定后,转化到表达菌株BL21(DE3)中表达。重组蛋白经原核表达纯化后,Western Blot分析结果表明重组蛋白均能被猪链球菌阳性血清识别。2.小鼠感染模型的建立。BALB/c小鼠经腹腔分别接种SS2、SS7和SS9,记录小鼠死亡时间和数量,测定半数致死量(LD50)。结果表明SS2、SS7和SS9的LD50分别为 3.56×107 CFU、4.02×107 CFU 和 7.88×107 CFU,建立了 SS2、SS7 和SS9 的小鼠感染模型。3.重组蛋白免疫保护效果分析。将重组蛋白S-ABC、P-ABC、EP-1和EP-2分别免疫BALB/c小鼠,二免后以8LD50剂量分别腹腔攻毒SS2、SS7和SS9。结果显示S-ABC和P-ABC对SS2攻毒小鼠的保护率均为87.5%,对SS7攻毒的保护率分别为50%和62.5%,对SS9攻毒的保护率分别为100%和87.5%。但是,蛋白EP-1和蛋白EP-2对于SS2的保护率分别为25%和12.5%;对于SS7的保护率均为37.5%;对于SS9的保护率分别为25%和12.5%,保护效果欠佳。测定抗体和细胞因子的结果表明,经S-ABC、P-ABC、EP-1和EP-2免疫的小鼠能产生较高水平的特异性抗体,血清、肺脏和脾脏中的IL-4和IFN-γ的含量显著高于免疫对照组。综上所述,本研究表达了 S-ABC、P-ABC、EP-1和EP-2,并分析了其免疫保护效果,发现S-ABC和P-ABC对SS2、SS7和SS9攻毒的免疫小鼠具有较好的交叉保护效果,其中对SS2和SS9的保护效果显著。本研究结果为研发具有交叉保护作用的亚单位疫苗提供了思路。
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