论文部分内容阅读
背景:刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)是一种专门寄生在有核细胞内部的原虫,以包括人类在内的多种温血动物作为宿主。弓形虫病是严重危害人类健康及畜牧业发展的人兽共患病,呈世界性分布。北美洲及欧洲的弓形虫可以分为三个基因型:I型、II型和III型。而流行于我国的弓形虫则以Chinese 1(ToxoDB#9)型弓形虫为最常见。弓形虫自身毒力与宿主自身的信号调控均与弓形虫自身分泌的多态性效应蛋白相关,其中的致密颗粒蛋白15(Dense-granule protein15,GRA15Ⅱ)更是影响效果显著。本实验室发现,Chinese 1型弓形虫与II型弓形虫的GRA15Ⅱ具有完全相同的基因序列,均可诱导巨噬细胞向M1极化,进而启动固有免疫和适应性免疫应答。因此,深入研究该蛋白分子的保护性抗原特征,将对我国弓形虫病的免疫诊断、发病机制、疾病预防与疫苗研制具有重要价值。目的:探索弓形虫致密颗粒蛋白GRA15Ⅱ对小鼠巨噬细胞极化方向的影响,及其是否具有作为弓形虫疫苗候选分子的可能性,为弓形虫病的防治与诊断提供理论基础,也为弓形虫病的蛋白疫苗研制提供新的思路。方法:以II型弱毒株PRU株DNA为模板,PCR扩增GRA15Ⅱ目的片段,克隆入pET28a原核表达载体,重组质粒经PCR、双酶切和测序鉴定正确后,分别转化大肠埃希菌BL21(DE3)诱导表达,Western Blot鉴定重组蛋白,并利用生物信息学对GRA15Ⅱ进行理化性质和抗原表位等分析。纯化的GRA15Ⅱ用于刺激小鼠巨噬细胞RAW264.7,运用ELISA检测细胞培养上清液IL-10、IL12p40、Arg-1和iNOS的表达;qRT-PCR检测细胞内上述因子的mRNA表达水平。观察和验证巨噬细胞的极化方向。选取出生5至6个星期(18至22g)的SPF级雌性BALB/c小鼠60只,随机分为三组,依次为A组(PBS组)、B组(佐剂组)、C组(免疫组)。经纯化的GRA15Ⅱ免疫小鼠后,通过ELISA检测小鼠体内特异性抗体(IgG),再使用PRU速殖子(1X105个)进行攻击感染,ELISA与qRT-PCR检测细胞因子(IL-12p40、TNF-α与IL-13、IL-4和TGF-β1)的表达水平;计算小鼠存活率以及存活小鼠脑内的包囊数,用以检测GRA15Ⅱ蛋白疫苗的免疫保护效果。结果:(1)成功表达PRU株致密颗粒蛋白GRA15Ⅱ;(2)利用生物信息学手段对GRA15有了初步了解,其可溶于水、是一种弓形虫纳虫泡上的跨膜蛋白、具有蛋白激酶样活性可使其他蛋白磷酸化,推测其具备作为弓形虫疫苗候选分子蛋白的潜在价值;(3)体外实验中,相比于阴性对照组与空白对照组,实验组与阳性对照组的iNOS、IL-12p40高表达(p<0.05),而Arg-1与IL-10在所有四个分组中均呈现低表达且差异无统计学意义(p>0.05);(4)体内实验中,相比于阴性对照组与空白对照组,实验组的小鼠经免疫后,其特异性抗体(IgG)和细胞因子IL-12p40、TNF-α均呈现出高表达(p<0.05),而IL-4、IL-13与TGF-β1在所有三个分组中均呈现低表达且各组间无显著的统计学差异(p>0.05);攻击感染后,实验组10只小鼠全部存活,存活率100%明显高于其他组(p<0.05),且脑内无包囊发现,包囊数低于其他对照组(p<0.05)。结论:本研究显示,致密颗粒蛋白15Ⅱ(GRA15Ⅱ)是驱动小鼠巨噬细胞极化的重要虫源性效应分子,可以使小鼠腹腔巨噬细胞向M1方向极化,引发宿主体内的一系列炎症反应,有助于宿主在急性期抵抗弓形虫感染。致密颗粒蛋白15Ⅱ(GRA15Ⅱ)免疫原性强,作为蛋白疫苗具有很好的保护效果,可以作为针对弓形虫病的潜在的疫候选苗分子,有进一步研究、开发的价值。