猪2型链球菌强毒株筛选及其SLY蛋白免疫保护性

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猪链球菌病是由多种链球菌引起的猪疫病的总称。猪链球菌(Streptococcus suis,SS)根据表面荚膜多糖(CPS)的抗原性分为35个血清型(1-34型和1/2型),其中猪2型链球菌(Streptococcus suis serotype2,SS2)影响人畜范围最广、最严重。SS的血清型、主要毒力因子[CPS、溶血素(SLY)、溶菌酶释放蛋白(MRP)、胞外因子(EF)]存在地域性差异,且菌株之间的交叉免疫保护性差,有针对性的选择疫苗对一个地区的猪链球菌病防控意义重大。此外,进行SS相关研究的动物模型目前尚没有统一的标准。  本研究首先以2009~2014年源自江淮地区临床病例的43株优势血清型SS2为受试菌株,结合菌株毒力因子(CPS、SLY、MRP、EF)的背景,通过溶血活性(兔血、绵羊血)和两种动物模型(昆明鼠、斑马鱼)试验评估43株SS2的致病力,筛选出SS2强毒株,测定比较LD50。其次根据GenBank数据库中登陆号为DQ443533.1全长溶血素基因(sly)序列,设计合成一对分别带有BamHⅠ、XhoⅠ酶切位点的特异性引物,构建pET-30a-SLY原核表达重组质粒并诱导表达与纯化SLY蛋白,依据对兔血的溶血活性和对Vero细胞的毒性评价SLY蛋白活性,利用Western blotting确定SLY蛋白反应原性。再者用两种动物模型进行SLY蛋白免疫保护性研究,间接ELISA方法检测昆明鼠血清抗体效价水平。最后通过强毒菌株对斑马鱼和昆明鼠的LD50、SLY蛋白的免疫保护性等研究,综合评估适合作为SS2的动物模型。  结果显示:43株SS2对兔血呈现β溶血的菌株39株,γ溶血4株;对绵羊血呈现β溶血的菌株41株,γ溶血2株;筛选出6株SS2强毒株,分别为HF13-8、BZ13-4、HF10-6、HF09-6、XC09-2、BB14-2,对斑马鱼的LD50均明显低于昆明鼠。酶切和测序验证pET-30a-SLY表达重组质粒构建成功,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE可见大小约60kDa的目的蛋白并以包涵体形式出现;SLY蛋白变性、复性后进行镍柱纯化(NI-NTA),鉴定其具有溶血活性和细胞毒性;Western blotting显示60kDa处有特异性目的条带,SLY蛋白能与SS2阳性血清反应。SLY蛋白对试验动物3次免疫后的相对保护率分别为昆明鼠40%、斑马鱼84%;SS2强毒株灭活全菌体的相对保护率分别为昆明鼠80%、斑马鱼92%;以SS2强毒株全菌体的超声裂解物为包被抗原检测的SS2强毒株灭活全菌体三免的血清IgG抗体效价为1∶819200,SLY蛋白三免的血清IgG抗体效价为1∶6400;以SLY蛋白为包被抗原检测的SS2强毒株灭活全菌体三免的血清IgG抗体效价为1∶51200,SLY蛋白三免的血清IgG抗体效价为1∶102400。  结果表明:筛选的6株优势血清型SS2强毒株(HF13-8、BZ13-4、HF10-6、HF09-6、XC09-2、BB14-2)可以作为制备SS2灭活苗的储备菌株。成功表达的SLY蛋白具有良好的反应原性和免疫原性,可以为深入研制SS2基因工程亚单位疫苗奠定基础。利用实验动物进行SS2致病性、免疫保护性等方面研究,斑马鱼较昆明鼠合适作为动物模型。
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