HLa-Ⅰ类转基因小鼠的优化及其在乙肝疫苗研究中的应用

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人类白细胞抗原Ⅰ类分子(HLA-Ⅰ)是人类主要组织相容性抗原复合体(MHC)中重要的抗原提呈分子,主要负责向毒性T淋巴细胞(CTL)提呈病毒或肿瘤抗原,从而引发抗病毒或抗肿瘤的CTL杀伤作用。CTL免疫具有严格的MHC限制性,为了在小鼠体内方便快捷地研究HLA-Ⅰ限制性的CTL免疫,HLA-Ⅰ类转基因小鼠应运而生。HLA-Ⅰ类转基因小鼠的应用,使得人们对HLA-Ⅰ类分子抗原提呈过程及CTL免疫反应有了更为深入的了解,对重要病原表位疫苗的研发具有巨大的应用价值。然而,利用HLA-Ⅰ类转基因小鼠进行CTL表位筛选时,依然存在着错选或漏选的情形,小鼠自身在抗原加工和转运过程中与人类之间所存在的差异,是造成这种错选或漏选的重要原因之一。因此,为了使HLA-Ⅰ类转基因小鼠抗原加工与转运系统进一步人源化,本研究构建了一种新型的表达人源抗原加工与转运过程中的重要分子TAP1、TAP2、PSMB8(LMP7)以及PSMB9(LMP2)的转基因小鼠,简称hTAP-LMP转基因小鼠,并通过杂交的方法应用该小鼠对各类HLA-Ⅰ转基因小鼠进行优化和研究。  应用hTAP-LMP小鼠分别与HLA-A2、HLA-A11和HLA-A33转基因小鼠杂交,获得相应的HLA-Ⅰ/hTAP-LMP多转基因小鼠。我们发现多转基因小鼠中的HLA-Ⅰ类分子的表达水平均得到了有效提升,提示HLA-Ⅰ分子在整体水平上对内源性多肽提呈能力的增强。有趣的是,这种提升在HLA-A3超家族的HLA-A11和HLA-A33分子上更为明显,表明HLA-A3超家族分子对人类hTAP-LMP基因簇特殊的依赖性。在此基础上,我们还发现HLA-A11分子在多转基因小鼠中提呈乙肝病毒(Hepatitis B virus,HBV)CTL表位HBc141-151的能力得到了显著增强,并验证了该表位为HBV核心蛋白中具有免疫优势的HLA-A11限制性CTL表位。这些结果表明,我们成功建立了优化型的HLA-Ⅰ/hTAP-LMP多转基因小鼠,该小鼠将更有利于提高CTL表位筛选的准确性和完整性。  在上一步工作基础上,为了在体内环境下研究HBc141-151特异性的CTL是否具有抗HBV病毒的能力,我们设计并合成一条包含该表位的长肽疫苗HBc123-157。通过长肽疫苗免疫以及模拟HBV感染的实验,我们发现该长肽疫苗可在HLA-A11/hTAP-LMP多转基因小鼠中诱导强烈的保护性CTL免疫反应,这种增强的CTL免疫反应与HBV在多转基因小鼠体内的迅速清除具有明显的相关性。鉴于抗原特异性CD8+T细胞对病毒清除的重要性,我们还通过对HBc141-151特异性的CTL进行单细胞测序的方法,获得了一对抗原特异性的TCR受体序列,并成功将该TCR序列表达于逆转录病毒载体中,有望进一步用于研发针对乙肝病毒HBc141-151表位的治疗性TCR-T细胞疫苗。  我们的实验表明,hTAP-LMP小鼠作为一种新型的人源化转基因小鼠,对HLA-Ⅰ类转基因小鼠具有显著的优化作用。优化的HLA-Ⅰ/hTAP-LMP转基因小鼠平台对我国人群尤其是HLA-A3超家族人群病毒与肿瘤等重大疾病相关治疗性疫苗的研究将具有重要意义。
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