结核杆菌抗原85A与小鼠白细胞介素21共表达DNA疫苗的构建及其免疫效应研究

目的:利用真核表达质粒pRSC,构建结核杆菌抗原85A(Ag85A)与小鼠白细胞介素21(mIL21)共表达重组体pRSC-mIL21-Ag85A,为研究新型结核杆菌DNA疫苗提供新的策略。方法:从质粒pcDNA3.1-mIL21中经PCR扩增出mIL21基因,并插入质粒pRSC中构成pRSC-mIL21;再从pIRES-Ag85A质粒中经PCR扩增出Ag85A基因,构建于pRSC-mIL21重组质粒上,成为共表达DNA疫苗pRSC-mIL21-Ag85A。结果:经酶切、基因测序证实,该疫苗构建正确并能成功表达目的基因。共表达DNA疫苗免疫小鼠后,CTL活性、特异性淋巴细胞增殖水平及小鼠血清特异性抗体均呈有意义的提高。结论:结核杆菌Ag85A与mIL21共表达DNA疫苗能诱导小鼠免疫反应,为进一步研究DNA疫苗抗结核杆菌攻击的免疫防护效应奠定了基础。     

口服脂质体包裹Ag85A DNA疫苗诱导抗体的产生

制备脂质体包裹的Ag85A口服DNA疫苗,并观察小鼠口服后所诱生的抗体产生情况。用脂质体包襄重组质粒pcDNA3．1／mye—HisA—Ag85A制备口服DNA疫苗,并用脂质体包裹空质粒pcDNA3．1／myc—HisA作为对照。将C57BL／6小鼠随机分为3组,即生理盐水组、空质粒组和重组质粒DNA疫苗组。分别将生理盐水、空质粒和重组质粒DNA疫苗以灌胃方式投给各组小鼠,共免疫3次,每次间隔14d,末次免疫后14d处死小鼠,ELISA法检测血清中Ag85A特异性抗体水平,放射免疫法测定肠组织中分泌型IgA（sIgA）含量。重组质粒组血清中Ag85A特异性抗体滴度为1：160,空质粒组和生理盐水组血清中均未捡出Ag85A特异性抗体。重组质粒组肠组织中slgA含量（0．3761±0．0456）μg／mL较空质粒组（0．2374±0．0414）μg／mL和生理盐水（0．1993±0．0899）μg／mL组显著增高（P〈0．05）,而空质粒组和生理盐水组未见有意义的变化（P〉0．05）。口服脂质体包裹Ag85ADNA疫苗可诱导外周特异性抗体的产生和肠道黏膜局部sIgA的水平的升高。     

HIV-2gag-gp105嵌合基因DNA疫苗对小鼠的免疫原性研究

利用真核表达载体pVAX1构建HIV-2 gag-gp105嵌合基因的重组质粒pVAX1gag-gp105,将其转入BHK21细胞中,利用间接免疫荧光方法检测其表达情况.进一步分别将核酸疫苗质粒pVAX1gag-gp105、对照组质粒pVAX1和PBS溶液经肌肉注射免疫BALB/c小鼠,检测免疫小鼠脾CD4+、CD8+T细胞亚群的数量,脾特异性CTL杀伤活性和血清抗体滴度.结果显示,重组核酸疫苗质粒pVAX1gag-gp105疫组小鼠脾CD4+、CD8+T细胞亚群的数值均比对照组高(P＜0.01),脾特异性CTL杀伤活性与对照组相比差异极显著(P＜0.01),血清抗体滴度显著高于对照组(P＜0.01).以上结果表明,HIV-2 gag-gp105嵌合基因DNA疫苗对BALB/c小鼠具有良好的体液和细胞免疫原性.     

嗜肺军团菌mip/ctxB融合基因体外表达与动物免疫试验的免疫原性研究

ＰＣＲ扩增嗜肺军团菌mip基因和霍乱弧菌ctxB基因,克隆入载体pcDNA3.1(+),重组子经限制性酶切分析、PCR、序列分析鉴定正确后,命名为pcDNA3.1-mip/ctxB.脂质体法将重组质粒pcDNA3.1-mip、pcDNA3.1-mip/ctxB转染NIH3T3细胞,用免疫荧光法和蛋白质印迹鉴定瞬时表达和稳定表达产物,结果发现：重组质粒成功转入细胞并获得短暂表达,稳定转染细胞分别在24 ku和35 ku处检测到阳性杂交信号.将pcDNA3.1-mip、pcDNA3.1-mip/ctxB作为DNA疫苗免疫BALB/c小鼠,检测免疫小鼠体内抗原特异性抗体水平、脾淋巴细胞增殖活性、IFN-γ产生水平、细胞毒性T淋巴细胞(CTL)杀伤活性等体液免疫和细胞免疫反应的指标,评价疫苗的免疫原性.结果发现：各实验组均检测到免疫原性,pcDNA3.1-mip/ctxB免疫组的免疫原性高于pcDNA3.1-mip免疫组,有显著性差异(P＜0.01).研究结果为mip/ctxB融合基因DNA疫苗的研制提供了初步的实验依据.     

结核分枝杆菌Ag85A口服脂质体DNA疫苗安全性的初步验证

对重组pcDNA3.1＋/Ag85A DNA阳离子脂质体疫苗的安全性进行初步评价,为临床经口接种DNA疫苗提供理论和实验依据。取质粒存在最丰富的2个部位,即脾、小肠,提取基因组中DNA,并以此为模板进行PCR扩增。分析质粒重组体是否与基因组DNA整合,同时将受试动物实验组与对照组在受试期间体重、食量、一般活动等方面比较;受试小鼠脏器重量与对照组进行比较。结果显示,质粒重组体并未与基因组DNA整合,同时受试动物实验组与对照组之间,无论受试期还是恢复期之间体重、食量、一般活动等方面未见明显改变。受试小鼠脏器重量与对照组相比,无明显差别,从而证明脂质体pcDNA3.1＋/Ag85A DNA未与宿主基因组整合,间接说明pcDNA3.1＋/Ag85A DNA疫苗对免疫动物并没有潜在的致癌作用。     

西方马脑炎核酸疫苗表达载体构建及免疫原性研究

为构建西方马脑炎病毒(western equine encephalomyelitis virus,WEEV)结构基因C-E3-E2-6k-E1重组真核表达载体,并研究其作为核酸疫苗的免疫原性.采用PCR方法扩增目的基因,酶切之后连接到pcDNA3.1上构建真核表达载体pcDNA3.1-C-E,用酶切和测序分析方法鉴定正确后,重组质粒被转染到293T细胞,经电镜检测和间接免疫荧光方法证明基因可以表达后,用该重组质粒免疫小鼠,免疫后检测实验组小鼠外周血中CD4+T细胞/CD8+T细胞比例和血清中细胞因子IL-2、IL-4及IFN-γ浓度,以上实验组各项免疫指标与对照组相比差异均显著(P＜ 0.05);ELISA方法检测实验组小鼠血清中WEEV的IgG抗体效价是1∶16.研究结果表明重组质粒pcDNA3.1-C-E可在细胞中获得瞬时表达,并且重组质粒作为核酸疫苗能够刺激小鼠产生免疫反应,具有较强免疫原性,为今后WEEV核酸疫苗研制奠定了良好基础.     

分枝杆菌Ag85A DNA疫苗对膀胱癌小鼠细胞免疫功能的影响

为探讨分枝杆菌Ag85A DNA疫苗能否提高荷膀胱癌小鼠保护性免疫应答水平,将1×10^6个MBT-2细胞注射于C3H/HeN小鼠的右侧背部皮内,待肿瘤长至直径约5～8 mm时,将动物随机分成实验组、空质粒组和空白对照组3组,分别于小鼠双侧股四头肌内注射Ag85A-V1 Jns.tPA质粒,V1 Jns.tPA质粒总量0.1 mL（100μg）,或生理盐水0.1 mL,每14 d 1次,共3次,末次免疫后第14天分别检测T细胞亚群数量、NK细胞活性、FasL mRNA表达情况、淋巴细胞增殖水平及肿瘤重量。结果显示,实验组较空白质粒组和空白对照组免疫指标均无明显增高（P〉0.05）,提示肌肉注射Ag85A DNA疫苗不能明显提高荷瘤小鼠免疫功能。     

针对潜伏结核感染的 A39 DNA 疫苗构建及其免疫原性研究

选取结核分枝杆菌潜伏相关抗原Rv2029c、结核分枝杆菌优秀抗原Ag85A和Rv3425,构建针对潜伏感染的结核分枝杆菌DNA疫苗pVAX1／Ag85A-Rv3425-Rv2029c （A39）,并对其免疫原性进行研究。首先用聚合酶链反应（PCR）扩增Ag85A基因,构建重组质粒pVAX1／Ag85A （A）;PCR扩增 Ag85A-Rv3425连接片段,插入pVAX1载体,构建重组质粒pVAX1／Ag85A-Rv3425（A3）;PCR扩增Rv2029c基因,插入A3,构建重组质粒pVAX1／Ag85A-Rv3425-Rv2029c （A39）。将构建成功的重组质粒转入 HEK293T细胞,蛋白免疫印迹法验证质粒在真核细胞中得到表达。在大肠埃希菌BL21中成功表达和纯化去除信号肽的Ag85A、Rv3425和Rv2029c蛋白。用质粒免疫C57BL／6小鼠,共分为5组：PBS、pVAX1、A、A3和A39组,采用电脉冲导入免疫,每2周免疫1次,共3次,用酶联免疫斑点检测（ELISPOT）、酶联免疫吸附试验（ELISA）、流式细胞术等方法检测细胞免疫和体液免疫水平。结果显示,A39免疫小鼠后,能引发强烈的细胞免疫反应﹝γ干扰素（IFN-γ）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白细胞介素2（IL-2）高水平分泌﹞,外周血CD4＋／CD8＋ T细胞比值增加,CD8＋穿孔素＋ T细胞比例增加。结果表明,构建的A39 DNA疫苗能引发强烈的免疫反应,显示出良好的抗结核潜力,可作为结核分枝杆菌新型候选疫苗。     

Ag85ADNA疫苗对荷瘤鼠Th1细胞免疫功能的影响

为了探讨肌肉注射Ag85A DNA疫苗能否在肿瘤宿主,一个低细胞免疫应答的机体内激发Th1型细胞免疫应答,将6~8周龄BALB/c雌性小鼠随机分成实验组(Ag85A-V1Jns.tPA组),空质粒组(V1Jns.tPA组)和生理盐水组3组,将生长旺盛的Meth-A细胞接种于各组小鼠右侧背部皮下,每只小鼠2×105个细胞,1d后于小鼠大腿肌肉内分别注射100μL Ag85A-V1Jns.tPA(1 g/L),V1Jns.tPA(1 g/L)或生理盐水。每10 d 1次,共3次,于末次注射后第8 d,无菌取脾,分离细胞进行培养。检测NK细胞活性以及脾细胞培养上清中IFN-γ含量。结果显示:实验组平均NK细胞杀伤率以及脾细胞培养上清中IFN-γ含量较空质粒组和生理盐水组均显著增高,而空质粒组和生理盐水组之间未见有意义的变化。提示肌肉注射Ag85A DNA疫苗可以提高Meth-A纤维肉瘤荷瘤小鼠Th1细胞免疫功能。     

骆驼蓬脂转移蛋白基因真核表达载体的构建及其体内外抗瘤效应的研究

目的:构建骆驼蓬脂转移蛋白(lipid transfer protein from Peganum harmala,PhLTP)基因真核表达质粒,并探讨其对黑色素瘤B16细胞在体内外的抗肿瘤作用。方法:将PhLTP基因亚克隆至pcDNA3.1上,获得重组质粒pcDNA3.1-PhLTP;用脂质体转染法将重组质粒及空载体外转染B16细胞,MTT检测其对B16细胞生长的影响。建立B16荷瘤小鼠模型,设重组质粒(pcDNA3.1-PhLTP)、空载(pcDNA3.1)、生理盐水和阳性药物(CTX)组,分别处理小鼠后测量各组肿瘤体积并称瘤重,计算抑瘤率。光镜观察鼠脾、肝等组织变化;免疫组织化学法检测各瘤体中PhLTP、血管内皮生长因子(VEGF)及碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)的表达。结果:pcDNA3.1-PhLTP转染B16细胞72 h后,细胞增殖能力明显受到抑制(P0.01)。注射pcDNA3.1-PhLTP组的小鼠肿瘤生长速度明显减慢,肿瘤体积小于空载和生理盐水组(P0.05)。显微镜下可见重组质粒组肿瘤细胞有不同程度的点、片状坏死,而肝、肺等无明显病理损伤。重组质粒组肿瘤组织中有PhLTP蛋白的表达,且VEGF和bFGF的阳性表达指数都低于空载和生理盐水组(P0.01)。结论:成功构建了重组表达质粒pcDNA3.1-PhLTP,体内外实验结果显示其能有效地抑制B16细胞的生长,预示了该重组质粒在治疗黑色素瘤中的潜在应用价值。     

针对结核分枝杆菌潜伏感染的DNA疫苗V569免疫原性及保护性的初步研究

为研究针对结核分枝杆菌潜伏感染的DNA疫苗,基于质粒A39构建了p-VAX1-Ag85B-Rv3425-Rv2029c-PPE26 (V569)质粒DNA,并对其免疫原性及保护性进行初步研究。免疫性评价试验共分6组：PBS、p-VAX1-Ag85B(A)、p-VAX1-Ag85B-Rv3425(A3)、A39、V569和BCG,采用左后腿肌内注射C57BL/6小鼠,用流式细胞术和酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)分别检测细胞免疫和体液免疫水平;构建斑马鱼-海分枝杆菌潜伏感染模型,将PBS、A、A3、A39、BCG、V569分别通过腹腔注射免疫斑马鱼后,每日注射地塞米松10ug诱导海分枝杆菌复发感染,对斑马鱼肝脏进行菌落计数并绘制生存曲线。结果显示,与BCG组相比,V569能引发实验小鼠强烈的细胞免疫反应(IFN-γ高水平分泌),外周血CD4^＋/CD8^＋ T细胞比例明显增加。在斑马鱼-海分枝杆菌潜伏感染复发模型中,与BCG 免疫组相比,V569免疫斑马鱼后可显著减少其肝脏中海分枝杆菌数量,斑马鱼存活情况得到显著改善,表明V569 DNA疫苗可能是一种抗结核潜伏感染的候选DNA疫苗。     

Novel adjuvant for immunization against tuberculosis: DNA vaccine expressing <Emphasis Type="Italic">Mycobacterium tuberculosis</Emphasis> antigen 85A and interleukin-15 fusion product elicits strong immune responses in mice

Objectives

To investigate the potential of interleukin (IL)-15 as a novel adjuvant for Mycobacterium tuberculosis (Mtb) antigen 85A (Ag85A) vaccine.

Results

C57BL/6 mice were intramuscularly immunized three times with a plasmid expressing the Ag85A-IL-15 fusion protein (pcDNA3.1-Ag85A-IL-15), with the empty pcDNA3.1 vector and the pcDNA3.1-Ag85A as control. Mice vaccinated with pcDNA3.1-Ag85A-IL-15 generated more secretory IgA (sIgA) into their lung (209 ± 21 μg/ml) and acquired an enhanced serum IgG response to Ag85A. IgG2a/IgG1 ratios were upregulated, natural killer cell activity was augmented and Ag85A-specific splenic T cell proliferation was enhanced in these mice as well. Vaccination with pcDNA3.1-Ag85A-IL-15 promoted the polarization of CD4⁺ T cells towards a Th1 type in the spleen, and significantly upregulated the serum level of interferon (IFN)-γ (458 ± 98 pg/ml), a typical Th1 cytokine. IFN-γ-expressing CD8⁺ cells were also increased in the spleen after pcDNA3.1-Ag85A-IL-15 immunization.

Conclusions

A superior immune type I response in mice vaccinated with plasmid Ag85A-IL-15 has been achieved.

     

Ag85A真核表达重组体的构建及稳定转染细胞系的建立

构建结核杆菌抗原85A（AgS5A）的真核表达重组体,转染L929细胞,建立稳定转染细胞系。从质粒V1 Jns．tPA—Ag85A中经PCR扩增出Ag85A基因,利用DNA重组技术将其插入到真核表达载体peDNA3．1／myc—HisA中,经酶切和测序鉴定后,脂质体转染法转染L929细胞,通过G418选择培养,建立稳定转染细胞系,Western Blot检测Ag85A的表达。成功构建pcDNA3．1／mye—HisA—Ag85A真核表达载体并稳定转染L929细胞,成功表达了目的基因。为进一步研究Ag85ADNA疫苗对结核杆菌的免疫防护作用奠定了基础。     

Differential immunogenicity and protective efficacy of DNA vaccines expressing proteins of Mycobacterium tuberculosis in a mouse model

BALB/c mice were vaccinated three times (2-week intervals) with plasmid DNA separately encoding antigen Ag85B, ESAT-6 or Ag85A from Mycobacterium tuberculosis. The protective efficacy of these DNA vaccines against intravenous M. tuberculosis H37Rv challenge infection was measured by counting bacterial loads in spleen and lung and recording changes in lung pathology. The splenocyte proliferative response to the corresponding antigens and antigen-specific interferon (IFN)-γ secreted by splenocytes of the vaccinated mice were also detected. We found a clear hierarchy of protective efficacies among the three DNA vaccines tested in this study. Plasmid DNA encoding Ag85A provided the strongest protection and showed the least change in lung pathology, followed by plasmid DNAs encoding Ag85B and ESAT-6. However, DNA-85B reduced comparative bacterial load in lung tissue, as did DNA-85A. Compared to the control group, protective efficacies conferred by different DNA vaccines were consistent with the lymphoproliferative responses to the corresponding antigens as well as the secretions of antigen-specific IFN-γ. Our study demonstrates that both Ag85A and Ag85B are the most promising of the candidate antigens tested for future TB vaccine development.     

共表达结核杆菌Ag85A-ESAT-6融合抗原与IL-21核酸疫苗的构建及免疫效果研究

目的：构建结核杆菌Ag85A-ESAT-6融合抗原与细胞因子IL-21共表达核酸疫苗pIRES-IL-21-Ag85A-ESAT-6,研究其对小鼠免疫功能的影响。方法：用PCR方法分别扩增出Ag85A和IL-21编码基因,并先后插入质粒pIRES-ESAT-6中,构成共表达核酸疫苗pIRES-IL-21-Ag85A-ESAT-6;免疫小鼠后,通过CTL和NK细胞杀伤活性和脾细胞增殖试验,以及小鼠血清抗体、IFN-γ和IL-4的检测,评价该核酸疫苗的免疫效果。结果：pIRES-IL-21-Ag85A-ESAT-6核酸疫苗免疫鼠的CTL活性、脾细胞增殖反应、IFN-γ水平及血清抗体产生明显高于对照组,差异有显著性意义。结论：pIRES-IL-21-Ag85A-ESAT-6核酸疫苗能够诱导小鼠产生有效的免疫反应,可作为新型结核疫苗的候选组分。     

新型抗结核蛋白亚单位疫苗Ag85A-γ干扰素的免疫效果评价

本研究旨在评价新型抗结核融合蛋白亚单位疫苗Ag85A-γ干扰素(Ag85A-IFN-γ)的免疫效果.在成功表达并纯化了去除Ag85A信号肽的融合蛋白Ag85A-IFN-γ后,将其与免疫佐剂二甲基三十六烷基铵(DDA)混合,皮下免疫C57BL/6小鼠3次,每次间隔2周,末次免疫2周后进行效果评价.采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清中IgG、IgG1和IgG2c水平.结果显示,融合蛋白Ag85A-IFN-γ组的IgG水平均高于单独抗原组,且融合蛋白组IgG2c/IgG1 比值显著高于对照组,表明融合蛋白能刺激宿主产生更强烈的体液免疫反应,更倾向于激发T辅助细胞1型(Th1型)免疫反应.流式细胞术检测特异性CD4+和CD8+ T细胞比例,发现Ag85A-IFN-γ组CD8+/CD4+最高,显示该融合蛋白能显著增强CD8+ T细胞增殖.上述结果表明,融合蛋白Ag85A-IFN-γ有望成为有效的新型抗结核融合蛋白亚单位疫苗.