人乳头瘤病毒18型病毒样颗粒在大肠杆菌中的表达及免疫原性分析

利用大肠杆菌表达系统可溶性表达人乳头瘤病毒18型(HPV18)L1蛋白,经过纯化和重组装过程获得HPV18病毒样颗粒(VLPs),研究其免疫原性和诱发中和抗体生成的水平。首先,提取HPV18的基因组DNA,通过PCR扩增获得HPV18 L1基因片段,将其插入pTrxFus表达载体,在大肠杆菌中可溶性表达HPV18 L1蛋白;其次,通过硫酸铵沉淀、离子交换层析和疏水相互作用层析获得高纯度的HPV18 L1蛋白,而后透析去除预先加入的还原剂DTT,使HPV18 L1蛋白自发组装成VLPs;最后,通过动态光散射技术和透射电子显微镜鉴定HPV18 VLPs的大小和形态,利用假病毒细胞中和实验评价HPV18 VLPs在实验动物体内的免疫原性和中和抗体生成水平。结果表明,HPV18L1蛋白可以在大肠杆菌表达系统中以可溶形式表达,经过纯化的HPV18 L1蛋白可以自发组装成为半径约为29.34nm、与HPV病毒外观相似的VLP。该VLPs在小鼠体内的中和抗体半数有效剂量为0.006μg,在兔及山羊体内诱导中和抗体滴度高达107。总之,本研究利用原核表达系统可简便高效地获得具有高度免疫原性的HPV18 VLPs,为HPV18...     

人乳头瘤病毒16型病毒样颗粒的制备及其免疫原性研究

利用PCR技术从HPV16阳性阴道分泌物标本中获得HPV16 L1基因片段,并将其插入表达载体pTO-T7中,构建重组表达质粒pTO-T7-HPV16-L1;以该重组质粒转化大肠杆菌ER2566并表达HPV16 L1蛋白;所表达的HPV16 L1蛋白经过硫酸铵沉淀、离子交换层析和疏水相互作用层析等纯化步骤后,HPV16 L1纯度达到98%以上,并可在体外装配为直径50nm的病毒样颗粒;动物免疫原性研究结果显示,该病毒样颗粒可诱导高滴度的针对HPV16的中和抗体。上述研究结果表明通过大肠杆菌表达系统制备的HPV16病毒样颗粒具有纯度高,与天然病毒颗粒形态高度相似的特点,并具有高度免疫原性,可以应用于HPV16病毒样颗粒的结构功能研究及HPV16疫苗研发等领域。     

人乳头瘤病毒52型病毒样颗粒制备及其生物活性

[目的]利用大肠杆菌系统表达人乳头瘤病毒52型(HPV52) L1蛋白,并获得HPV52病毒样颗粒(VLPs)。[方法]优化并合成HPV52L1基因,构建p ET-30a-52L1表达载体粒,转化大肠杆菌E. coli BL21 StarTM(DE3)。经IPTG诱导表达,阳离子交换层析纯化,SDS-PAGE和Western Blotting鉴定,BALB/c小鼠免疫2次,初次后4w检测免疫血清中HPV52中和抗体滴度。[结果]获得纯度90%的HPV52L1蛋白,将获得的HPV52L1蛋白进行解组装和重组装形成VLPs,动态光散射观察到粒径约为70nm,透射电镜观察到50～60nm的均一VLPs,中和抗体滴度达25600。[结论]大肠杆菌系统表达人乳头瘤病毒52型(HPV52) L1蛋白,并经过一步柱层析纯化获得纯度达90%的L1蛋白,经解组装重组装获得粒径大小为50～60nm的VLPs,具有良好免疫原性。     

人乳头瘤病毒18型L1蛋白在大肠埃希菌中的可溶性表达及病毒样颗粒的形成

目的利用大肠埃希菌系统可溶性表达人乳头瘤病毒18型(HPV18)L1蛋白,纯化和重组装获得HPV18病毒样颗粒(VLPs),为进一步研制HPV18基因工程疫苗奠定基础。方法首先按大肠埃希菌密码子偏好进行HPV18L1全基因合成,经PCR扩增出截短的HPV18L1基因,构建重组表达载体PET30a-L1,通过优化表达在大肠埃希菌BL21中可溶性表达L1蛋白,其次采用硫酸铵沉淀、离子交换层析、疏水层析后,获得高纯度的的L1蛋白,再通过解聚和重聚获得VLPs。结果全基因优化并截短的HPV18L1蛋白在大肠埃希菌系统中以可溶形式表达,纯化后的蛋白纯度达到90%以上,电镜下观察到直径为60 nm的VLPs颗粒。结论利用大肠埃希菌系统可溶性表达非融合HPV18L1蛋白,并获得均一的VLPs颗粒,为疫苗的开发奠定基础。     

广州地区GII.4 Sydney 2012[P31]型诺如病毒GZ2013-L10毒株病毒样颗粒功能和免疫原性鉴定

【背景】诺如病毒(Norovirus,NoV)是全球范围内引起急性胃肠炎暴发的主要病原体之一,其中GII.4型通过不断变异在人群中持续存在并占据诺如病毒感染的主导地位,尤其GII.4 Sydney2012[P31]变异株自2012年出现以来在全球各地持续流行至今。【目的】制备广州地区GII.4 Sydney2012[P31]型诺如病毒毒株GZ2013-L10的病毒样颗粒(virus like particle,VLP),并系统表征其功能及免疫原性特点。【方法】从毒株GZ2013-L10中扩增ORF2基因并克隆构建重组转座载 PFastBac1-L10-ORF2,进一步转化至大肠杆菌DH10Bac构建重组杆状病毒质粒,进而在昆虫细胞sf9中表达病毒样颗粒并通过超速离心纯化,最后经透射电镜、Western blotting和受体结合实验对病毒样颗粒进行表征。此外,将免疫小鼠获得的病毒抗血清通过间接酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)和受体结合阻断试验进行验证。【结果】成功构建了重组杆状病毒质粒Bacmid-L10-ORF2并获得病毒样颗粒,电镜结果表明病毒样颗粒直径约为30 nm,SDS-PAGE和Western blotting显示蛋白大小约为58 kDa。受体结合实验结果显示,病毒样颗粒能与A/B/O等分泌型唾液受体及猪胃黏膜蛋白结合,而与非分泌型唾液受体均不结合。免疫小鼠获得效价为1.3×105的抗血清,但ELISA结果显示其与不同基因型诺如病毒衣壳蛋白无交叉免疫活性。此外,抗血清对同型病毒样颗粒具有受体中和阻断作用,但对不同型别病毒样颗粒(包括GII.8、GII.17和GII.3)无中和效果。【结论】本研究制备并系统表征了广州地区GZ2013-L10毒株的病毒样颗粒及其抗血清,其研究结果可为解析其流行原因以及疫苗研发提供参考。     

乙肝核心抗原病毒样颗粒呈现HPV 16L1抗原表位及特异抗体诱导

目的:构建呈现HPV 16L1抗原表位的病毒样颗粒(VLPs),为新型HPV疫苗及特异抗体制备提供新的思路。方法:将编码HPV 16L1抗原表位QPLGVGISGHPLLNKLDDTE寡聚核苷酸片段克隆于HBc Ag基因编码第78、79位氨基酸序列之间,重组质粒转化大肠杆菌DH5α。重组蛋白经IPTG诱导后以SDS-PAGE分析表达情况,并以Western blot鉴定重组蛋白中HPV 16L1表位的免疫反应性。菌体超声破碎后经硫酸铵盐析法和蔗糖密度梯度离心进行纯化,并经凝胶层析Sepharose G25脱盐,最后以电子显微镜及高效液相(HPLC)凝胶过滤色谱鉴定VLPs的存在并分析纯度。纯化的病毒样颗粒分别于0周、2周、4周经皮下注射免疫BALB/c小鼠,以Western blot分析血清特异识别L1蛋白的能力。结果:HBc Ag/L1肽嵌合蛋白获得成功表达,能够被商业化L1抗体特异识别,经密度梯度超速离心及HPLC分析显示其与HBc Ag行为一致,电子显微镜观察进一步确定其以HBc Ag病毒样颗粒形式存在。VLPs免疫小鼠获得的抗血清能够特异识别酵母表达的重组L1蛋白。结论:HBc Ag VLPs成功呈现HPV16L1蛋白并有效激发特异抗体应答。     

A型塞内卡病毒的病毒样颗粒的制备及其免疫原性分析

为了研制A型塞内卡病毒 (Senecavirus A,SVA) 的病毒样颗粒 (Virus-like particles,VLPs) 疫苗,以SVA田间流行毒株CH-FJ-2017结构蛋白基因序列为研究对象,构建了能够同时表达SVA的3种结构蛋白VP0、VP1和VP3的单个原核重组表达质粒pET28a-SVA-VP031。通过大肠杆菌Escherichia coli表达、亲和层析纯化和体外自组装,获得SVA VLPs。透射电子显微镜鉴定显示,SVA的3种结构蛋白在体外能够自组装成直径约25–30 nm的VLPs,并且动物免疫试验结果表明,该VLPs能够有效刺激豚鼠产生高水平的抗原特异性中和抗体。上述研究结果为SVA VLPs疫苗的研制奠定了基础。     

广州地区GⅡ.17型诺如病毒GZ-L343毒株病毒样颗粒的构建与免疫特征的鉴定

【背景】人源诺如病毒是急性胃肠炎暴发的主要原因,GII.4是过去几十年的主要流行基因型。2014/2015年出现的GII.17型变异株是中国首例导致大规模暴发的非GII.4流行株。通过对来自华南地区的诺如病毒GII.17型毒株的完整基因组序列进行分析,证实了该GII.17型突变株与先前确定的GII型变异株不同。【目的】制备广州地区GII.17型诺如病毒GZ-L343的病毒样颗粒,并系统表征其免疫原性及功能特性。【方法】借助杆状病毒表达系统制备GII.17-GZ-L343的病毒样颗粒,并通过氯化铯梯度超速离心对其进行纯化,制备抗血清并对其免疫功能进行评价。【结果】聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白质免疫印迹结果表明所得蛋白分子量大小约为58kDa;透射电镜结果表明病毒样颗粒直径约为30nm;酶联免疫吸附测定结果显示该病毒样颗粒具有较好的免疫原性;唾液组织血型抗原的体外受体结合测定表明,该病毒样颗粒与部分A型、B型、O型及AB型分泌及非分泌血型样本存在阳性结合;效价测定结果表明免疫所得血清效价在104以上;交叉反应结果表明该抗血清与异型病毒样颗粒不存在交叉反应。此外,体外阻断结果表明,该抗血清仅能阻...     

新型鸭细小病毒样颗粒的制备及鉴定

【背景】鸭短喙侏儒综合征(beak atrophy and dwarfism syndrome, BADS)是由新型鸭细小病毒(novel duck Parvovirus, NDPV)感染导致雏鸭生长发育迟缓、上下喙萎缩的疾病。BADS的暴发给我国养鸭业造成了巨大的经济损失。【目的】利用大肠杆菌表达系统制备NDPV病毒样颗粒(virus-like particles, VLPs),为研制NDPV相关疫苗奠定基础。【方法】对NDPV VP2序列全长进行密码子优化、合成,连接至pColdTF表达载体,获得pColdTF-NDPV-VP2重组质粒,酶切、测序鉴定正确后将重组质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)对蛋白表达进行可溶性分析;使用凝血酶(thrombin)切除trigger factor (TF)标签,利用镍柱(Ni-NTA)亲和层析方法纯化重组蛋白;利用Western blotting对纯化后的VP2蛋白进行反应原性分析;利用透射电镜、动态光散射观察重组蛋白形态以及能否形成VLPs。【结果】构建了pColdTF-NDPV-VP2重组质粒,在大肠杆菌中主要以可溶性形式表达,融合蛋白TF-VP2大小约为115 kDa,去除TF标签经镍柱纯化后得到67 kDa的VP2蛋白;Western blotting试验表明VP2蛋白能与NDPV鸭阳性血清发生特异性结合;通过透射电镜可以观察到形状规则、直径约为20−25 nm的病毒样颗粒。【结论】利用大肠杆菌表达系统制备了NDPV VLPs,为下一步研发BADS相关亚单位疫苗及生物相关制品提供了基础。     

HPV16 L2肽段偶联AP205 VLP的原核表达及免疫原性分析

目的:将编码HPV16衣壳蛋白L2的65～71、112～120免疫优势表位连接到RNA噬菌体衣壳蛋白AP205氮端,组装形成病毒样颗粒,通过在大肠杆菌中实现表达及纯化,对其免疫原性进行研究。方法:合成编码AP205衣壳蛋白基因和HPV16 L2的65～71、112～120位氨基酸表位的基因序列,PCR连接并克隆至pET30a(+)原核表达载体,构建重组表达质粒pET30-AP205-HPV16ΔL2,转化大肠杆菌BL21(DH3)感受态细胞,IPTG诱导表达。表达蛋白经凝胶层析纯化及SDS-PAGE、Western blot等理化性质检测,免疫接种ICR小鼠,通过间接ELISA法检测其免疫原性。结果:成功构建重组表达质粒,重组蛋白在大肠杆菌中以可溶性表达,透射电镜观察可见典型病毒样颗粒,该VLP在动物实验中表现出较好的免疫原性。结论:成功将HPV16 L2表位偶联AP205以形成VLP,在大肠杆菌中实现可溶性表达。     

GⅡ.17型诺如病毒样颗粒的制备及鉴定

[背景]诺如病毒(Norovirus,NoV)是引发全球人类急性胃肠炎的主要食源性致病原,具有广泛的遗传多样性,其中GⅡ.17型是亚洲地区的优势流行株,危害最为严重.研究表明,通过基因工程技术制备的诺如病毒样颗粒(virus-like particle,VLP)具有良好的免疫保护作用,是目前NoV疫苗研发的主要思路.[...     

Human papillomavirus type 16 L1 capsomeres induce L1-specific cytotoxic T lymphocytes and tumor regression in C57BL/6 mice

We analyzed capsomeres of human papillomavirus type 16 (HPV16) consisting of the L1 major structural protein for their ability to trigger a cytotoxic T-cell (CTL) response. To this end, we immunized C57BL/6 mice and used the L1(165-173) peptide for ex vivo restimulation of splenocytes prior to analysis ((51)Cr release assay and enzyme-linked immunospot assay [ELISPOT]). This peptide was identified in this study as a D(b)-restricted naturally processed CTL epitope by HPV16 L1 sequence analysis, major histocompatibility complex class I binding, and (51)Cr release assays following immunization of C57BL/6 mice with HPV16 L1 virus-like particles (VLPs). HPV16 L1 capsomeres were obtained by purification of HPV16 L1 lacking 10 N-terminal amino acids after expression in Escherichia coli as a glutathione S-transferase fusion protein (GST-HPV16 L1 Delta N10). Sedimentation analysis revealed that the majority of the purified protein consisted of pentameric capsomeres, and assembled particles were not observed in minor contaminating higher-molecular-weight material. Subcutaneous (s.c.) as well as intranasal immunization of C57BL/6 mice with HPV16 L1 capsomeres triggered an L1-specific CTL response in a dose-dependent manner as measured by ELISPOT and (51)Cr release assay. Significant reduction of contaminating bacterial endotoxin (lipopolysaccharide) from the capsomere preparation did not diminish the immunogenicity. Antibody responses (serum and vaginal) were less robust under the experimental conditions employed. In addition, s.c. vaccination with HPV16 L1 capsomeres induced regression of established tumors expressing L1 determinants (C3 tumor cells). Our data demonstrate that capsomeres are potent inducers of CTL responses similar to completely assembled T=7 VLPs. This result is of potential relevance for the development of (combined prophylactic and therapeutic) HPV-specific vaccines, since capsomeres can be produced easily and also can be modified to incorporate heterologous sequences such as early HPV proteins.     

Human papillomavirus virus-like particles are efficient oral immunogens when coadministered with Escherichia coli heat-labile enterotoxin mutant R192G or CpG DNA

Certain human papillomaviruses (HPVs) cause most cervical cancer, which remains a significant source of morbidity and mortality among women worldwide. HPV recombinant virus-like particles (VLPs) are promising vaccine candidates for controlling anogenital HPV disease and are now being evaluated as a parenteral vaccine modality in human subjects. Vaccines formulated for injection generally are more costly, more difficult to administer, and less acceptable to recipients than are mucosally administered vaccines. Since oral delivery represents an attractive alternative to parenteral injection for large-scale human vaccination, the oral immunogenicity of HPV type 11 (HPV-11) VLPs in mice was previously investigated; it was found that a modest systemic neutralizing antibody response was induced (R. C. Rose, C. Lane, S. Wilson, J. A. Suzich, E. Rybicki, and A. L. Williamson, Vaccine 17:2129-2135, 1999). Here we examine whether VLPs of other genotypes may also be immunogenic when administered orally and whether mucosal adjuvants can be used to enhance VLP oral immunogenicity. We show that HPV-16 and HPV-18 VLPs are immunogenic when administered orally and that oral coadministration of these antigens with Escherichia coli heat-labile enterotoxin (LT) mutant R192G (LT R192G) or CpG DNA can significantly improve anti-VLP humoral responses in peripheral blood and in genital mucosal secretions. Our results also suggest that LT R192G may be superior to CpG DNA in this ability. These findings support the concept of oral immunization against anogenital HPV disease and suggest that clinical studies involving this approach may be warranted.     

Increasing the expression levels of papillomavirus major capsid protein in Escherichia coli by N-terminal deletion

The major capsid protein L1 of human papillomavirus (HPV) contains the immunodominant neutralization epitopes of the virus and can auto-assembles to form virus-like particles (VLPs). Therefore, HPV L1 capsid proteins have been well investigated as potential vaccine candidates. To express large quantities of human papillomavirus type 16 (HPV-16) L1 in Escherichia coli (E. coli), The HPV-16 L1 gene was cloned into pGEX-4T-1, resulting in only low expression levels of HPV-16 L1 in E. coli. The first 129 nucleotides of the 5' end of the L1 gene, which contains the major inhibitory RNA element, were then deleted. The deletion RNA was efficiently translated, resulting in about 2-fold higher L1 accumulation in E. coli. The N-terminal amino-acid deletion did not affect the ability of L1 to auto-assemble in E. coli and form small VLPs.     

呈现新型冠状病毒RBD抗原病毒样颗粒的表达与鉴定*

目的:以乙型肝炎病毒核心抗原HBcAg为载体,构建呈现新冠病毒刺突蛋白受体结合域的病毒样颗粒,并鉴定其免疫原性,为新冠病毒疫苗的开发提供新思路。方法:在乙型肝炎病毒核心蛋白氨基酸编码序列第78和81位插入新冠病毒刺突蛋白受体结合域(RBD),并通过柔性linker(G4S)3进行连接,序列优化后将融合基因克隆到原核表达载体pET-28a(+),转化表达菌Rosetta,在自诱导培养基中诱导表达,菌体破碎后经蔗糖密度梯度离心,透析浓缩的方法纯化病毒样颗粒。SDS-PAGE、Western blot、透射电子显微镜检测和鉴定VLPs。将制备的VLPs与佐剂等比例混合经皮下免疫BALB/c小鼠,ELISA检测小鼠血清中特异性抗体,分析该HBc-RBD VLPs的免疫原性。结果:在自诱导培养基中,大肠埃希菌可表达部分可溶的VLPs,经蔗糖密度梯度离心纯化后在透射电子显微镜下可以观察到病毒样颗粒的存在。动物实验表明HBc-RBD VLPs刺激小鼠产生了特异性抗体。结论:在原核表达系统中成功表达了展示RBD抗原的VLPs,并通过小鼠实验初步验证了免疫原性,为新冠病毒疫苗的研发提供了新方向。