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背景 根据分泌细胞因子的差异,CD4~+T细胞可分被为Th1和Th2两个亚群。正常情况下,Th1/Th2之间保持着稳定的平衡。许多疾病与Th1/Th2失衡密切相关。Th1/Th2的分化受到体内外许多因素的调节,外来抗原通过抗原递呈细胞(APC)有效地影响Th1/Th2分化。分枝杆菌感染所引起的机体免疫应答是以Th1样反应为主的免疫应答,BCG是迄今为止最安全、最稳定的疫苗。通过基因工程手段获得重组BCG,可以调节Th1/Th2平衡,有望成为相关疾病治疗的新途径。 目的 以屋尘螨抗原Der p2为目标,利用基因工程手段制备以胞壁嵌合形式表达的重组BCG,观察接种该重组BCG对BALB/c小鼠免疫应答的影响。 方法 采用基因分段合成连接方法,构建并改造完整的Der p2基 第四军医大学博士学位论文 中文摘要 因;通过载体 pPro EX Hb介导 Der pZ在大肠杆菌中初步表达;以巴斯 德毕赤酵母(Pichia PastoriS)作为真核表达系统,利用整合型表达质 粒pPICgK,将Der pZ基因整合入毕赤酵母的染色体中,G418压力筛 选高效表达重组体,用ELISA法测定其抗原性;利用PCR从结核分枝 杆菌毒株H37Rv的基因组中扩增并克隆19kDa抗原胞壁区及其上游调 控元件门《S)基因,克隆入 ECOliECG穿梭载体 pOLYG,构建能携 带外源蛋白并在分枝杆菌宿主胞壁上表达的载体 pCW;将 Der pZ基因 克隆入pCW,以牡牛分枝杆菌(Mvaccae)作为宿主,利用分子生物 学和免疫学方法,鉴定 pCW介导的 Der pZ表达;用电转导法制备 Der pZ个CWrBCG,以生理盐水为对照,分别将 Der pZTCWrBCG和 BCG 腹腔注射接种于6~8周龄和新生BALB/c ’J’鼠,用ELISA法测定小鼠 血清、脾细胞培养上清(SCCS)中IL-4、IFN-Y水平,用双色荧光标 记一流式细胞仪法测定脾脏细胞Th亚群,评价rBCG对小鼠免疫应答的 影响。 结果 DNA序列测定证实,所构建的 Der pZ基因与所设计的核着 酸序列完全一致,实现了为适合分枝杆菌表达所进行的改造。基因改造 并未改变Der pZ的氨基酸序列,并在大肠杆菌宿主获得理想表达,表 达量约占总蛋白量的 20%。利用 pPICgK,成功将 Der pZ基因整合入毕 赤酵母的染色体中,在 G4压力筛选下,获得了高水平的表达,诱导 72 h,蛋白表达至高峰,约占总蛋白的 47%(约 200 mg·L”’人该产物 能与用天然抗原制备的多克隆抗体结合。成功扩增并克隆 19七s基因, 构建成能在分枝杆菌胞壁上表达 Der pZ的穿梭载体 pCW。分子生物学 和免疫学方法证实,pCW能够介导潮霉素抗性,并携带外源基因进入 分枝杆菌,调控外源基因正确表达和定位。接种后,与生理盐水相比较 发现:rBCG和 BCG成年和新生小鼠血清和 SCCS中 IL-4水平显著降 6 第四军医大学博士学位论文 中文摘要水平显著降低(各组p均功.001卜IFN-Y水平显著升高(成年鼠:rBCG和 BCG组分别为 p功.05和p吻.001;新生鼠:rBCG和 BCG组均为p刃.001);同样地,与对照组相比,rBCG和BCG免疫的小鼠脾脏细胞经体外刺激后产生的 IFN-Y水平明显升高O均<0.00卜 而 IL*水平则明显降低平均<0.001入另一方面,无论成年鼠还是新生鼠,在CD4”的脾脏细胞中,IFN-Y“的细胞比例明显升高平均<0.ofX而 IL-4”细胞比例明显降低平均功.01),提示:出*G和**G均可诱导h优势免疫应答。此外,在两个年龄组小鼠,接种rBCG者脾细胞均产生了较BCG组更高水平的IFN-Y 平均<0.05人 同时,用rBCG免疫的两组小鼠脾脏 CD4可FN-p“的细胞比例也明显高于 BCG免疫各组中均功.05),提示:rBCG诱导了 Der pZ特异性 hl优势应答。 结论①经改造的 Der pZ基因可由原核和真核宿主正确表达;②构建的PCW载体能携带外源基因进入分枝杆菌,并调控其在分枝杆菌胞壁上正确表达和定位;③无论rBCG还是BCG通过腹腔注射免疫,均可诱导不同年龄BALB几小鼠产生hl免疫应答;④表达在rBCG细胞壁上的Der pZ被当成BCG的成份,并为机体的免疫系统所识别,进一步刺激了 Der pZ特异性的 hi应答。这些结果表明,胞壁型抗原重组BCG可作为有效的疫苗,特异性地调节Thlffllt平衡。