肠道免疫的安全靶向载体:大肠杆菌Nissle1917

长期以来,如何激发高效的肠道黏膜免疫应答来预防肠道感染始终是较为棘手的问题.本文旨在对大肠杆菌(Escherichia coli)Nissle 1917作为肠道黏膜免疫的安全靶向载体,调理胃肠道菌群紊乱、缓解溃疡性结肠炎以及利用益生菌固有特性或优化特性进行治疗的可能性等相关研究进展作一综述.大肠杆菌Nissle 1917(EcN)是一株可口服的优良益生菌,也可作为生物载体活苗候选株,兼有较强的肠道局部定殖能力和无免疫原性的特性.该菌株还可以作为载体靶向递呈TAT-凋亡素融合蛋白治疗结肠直肠癌,并在研发靶向递呈防御素治疗溃疡性结肠炎和克罗恩病上具有重要的功能.其基因修饰株能够原位递呈特定的抗原分子,有效激发特异性的黏膜免疫应答.重组大肠杆菌Nissle-HA 110-120具有体外表达特异性抗原的能力,但EcN菌体本身不会引起黏膜免疫应答,也不影响对自身抗原的外周免疫耐受.同时,EcN具有很好的安全性,尤其是因炎症导致肠道防御屏障破坏的时候,重组大肠杆菌Nissle-HA110-120在健康或患有急性结肠炎的小鼠体内都没有迁移、克隆扩增和激活特异性CD4+T淋巴细胞的作用.     

V型分泌系统菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素及其受体结合位点的确定

自主转运蛋白（V型分泌系统）的β结构域已被证明可以将异源性多肽展示在细菌表面。运用DNA重组技术优化构建V型分泌系统MisL并在菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1。含重组质粒pnirBMisL-fedF或pnirBMisL-fedF1大肠杆菌（E．coli）DH5α经厌氧诱导后,分别与兔抗F18ab菌毛FedF亚单位单因子血清和F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪的小肠上皮细胞做玻板凝集试验和体外黏附试验,结果表明上述两株诱导表达重组菌与FedF抗血清发生明显的凝集反应,且能较好地黏附于F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪小肠上皮细胞。而菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF突变体FedF（M）（黏附素受体结合域第88和89位组氨酸残基双突变为丙氨酸）的重组菌则失去上述凝集和黏附特性。以上试验结果说明,F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1在大肠杆菌表面得到了功能性表达,并进一步证明了位于FedF受体结合域内第88和89位组氨酸残基对FedF受体结合域的形成至关重要。     

大肠杆菌K99菌毛fan操纵子的克隆、表达及活性

[目的]在体外克隆和表达猪产肠毒素大肠杆菌(ETEC) K99菌毛操纵子fan结构基因,并检测重组菌毛的相关生物学活性.[方法]以猪源分离的表达K99菌毛ETEC C83907株制取模板,成功PCR扩增出编码K99菌毛的fan操纵子,约5.7 kb.将fan操纵子克隆人表达质粒载体pBR322,筛选出含正确阳性质粒的重组菌.进一步将上述的重组质粒DNA转化至不含任何菌毛的大肠杆菌SE5000株,同时将空载体pBR322质粒转化入SE5000构建阴性对照菌株.[结果]该重组菌能与鼠抗K99菌毛单克隆抗体发生明显的凝集反应,与新生仔猪小肠上皮细胞刷状缘BBV分子有强烈凝集反应.电镜观察到上述重组菌表面大量表达K99菌毛,用热抽提法提纯其表达的K99菌毛,并经SDS-PAGE电泳和考马斯亮蓝染色,可以得到分子量约为18.5kDa的主要蛋白条带.纯化菌毛免疫小鼠后制备出高效价的鼠抗血清,能与携带K99菌毛的C83907、C83914、C83260野生株发生强烈的凝集反应,而与携带其他菌毛的ETEC不反应.玻板凝集试验和Western blot结果表明:体外表达的K99菌毛具有和野生K99菌毛相同的抗原性.用表达K99菌毛的重组菌进行HeLa细胞体外黏附试验和黏附抑制实验,结果表明:重组菌和野生菌株一样具有较强的粘附性,而且用重组菌毛制备的鼠抗血清能有效地抑制上述重组菌或野生菌株对细胞系的黏附结合.[讨论]本研究为进一步研究K99菌毛生物学作用建立了良好的实验平台.     

伊贝母根系分泌物自毒作用研究

采用生物测定的方法,研究了伊贝母(Fritillaria pallidifloraSchvek)根系分泌物及其主要成分1,3,5-三烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)三酮、苯酚和二者的混合液对伊贝母生长的影响。结果表明,伊贝母根系分泌物对其种子萌发及胚根胚轴的生长有明显抑制作用,各浓度处理液对种子萌发及发芽势的影响多表现为抑制作用,随浓度升高而增强,但当超过一定浓度以后抑制作用有所下降。各浓度处理液对胚根胚轴生长的抑制作用表现为随浓度升高而增强,在较低浓度时对胚轴的生长表现为一定的促进作用。     

大肠杆菌K88ac菌毛操纵子fae全基因的克隆、表达及生物学活性初步研究

目的：在体外克隆和表达猪肠产毒性大肠杆菌（ETEC）K88ae菌毛操纵子,触结构基因,并检测重组菌毛的相关生物学活性。方法：利用长PCR技术以猪ETECK88ae株C83902基因组DNA为模板扩增编码K88菌毛操纵子触基因,克隆入表达质粒载体pBR322,构建和筛选重组质粒pBR322-fae,转化至不含任何菌毛的大肠杆菌EP株;电镜观察重组菌表面菌毛表达情况;用热抽提法提纯表达的重组菌毛;用纯化菌毛免疫小鼠制备高效价抗血清;用SDS-PAGE和Western blot检测重组菌毛的抗原性,用细胞黏附和黏附抑制试验检测其生物学活性。结果和结论：在电镜下观察到重组菌表面大量表达K88ae菌毛,该重组菌与兔抗K88ae菌毛单因子阳性血清、鼠抗K88ac菌毛单克隆抗体均产生凝集反应;纯化菌毛经SDS-PAGE,结构单位菌毛呈单一的相对分子质量约26×10^3的蛋白条带;纯化菌毛免疫小鼠后可制备出高效价的鼠抗血清,玻板凝集试验和Western blot结果表明体外表达的K88ae菌毛具有与K88ae野生菌毛相同的抗原性;猪小肠上皮细胞系黏附和黏附抑制实验结果表明重组EP菌和野生菌株一样具有较强的黏附猪小肠上皮细胞系的能力,而且提纯重组菌毛制备出的鼠抗血清能有效抑制上述重组菌或野生菌株对猪小肠上皮细胞系的黏附结合。     

禽致病性大肠杆菌Ⅰ型菌毛fimH基因缺失突变株的构建及部分生物学特性的分析

基于禽大肠杆菌Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因的已知序列,利用λ噬菌体的Red重组系统构建禽致病性大肠杆菌国内分离株A2(血清型O2:K89)Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因缺失突变株A2△fimH::Cat,在二次重组中利用携带能够表达FLP位点特异性重组酶的质粒pCP20(温度敏感性)以去除上述缺失突变株中抗性基因标志,结合PCR扩增和测序结果,证明fimH基因缺失株.A2△fimH的正确构建.通过fimH基因互补试验使A2△fimH缺失突变株恢复了与野生株具有相同的凝集活性.红细胞和酵母细胞凝集试验结果表明,野生株呈现良好的凝集效果,并能被0.5%甘露糖完全抑制,而A2△fimH缺失突变株未呈现任何凝集现象.体外生长试验结果表明,在同样的培养条件下,A2△fimH缺失突变株生长周期的各个阶段都要稍慢于野生株.禽致病性大肠杆菌国内分离株Ⅰ型菌毛黏附素fimH基因缺失突变株成功构建,为进一步深入研究禽大肠杆菌Ⅰ型菌毛与机体相互作用的分子机制,肠道外感染的致病机理及对国内禽大肠杆菌病的防控策略奠定了一定基础.     

环二鸟苷酸(c-di-GMP)对大肠杆菌生物学功能的调控作用及机制

环二鸟苷酸(cyclic diguanosine monophosphate, c-di-GMP)是在细菌中发现的第二信使之一,参与大肠杆菌运动性、生物被膜形成及毒力等众多功能的调节。合成与水解c-di-GMP的二鸟苷酸环化酶(diguanylate cyclases, DGCs)和特异性的磷酸二酯酶(phosphodiesterases, PDEs)在大肠杆菌中分布广泛且丰富度较高。同时,DGCs和PDEs的蛋白结构不仅包括与c-di-GMP相关的酶活性中心,而且还具有多种感受环境变化和接收信号分子调节的结构域。鉴于c-di-GMP的调控复杂且值得深入探索,本文综述了c-di-GMP对大肠杆菌生物学特性的调控作用以及c-di-GMP在大肠杆菌中的两种调控模型,并对最新研究进展和应用进行展望。     

Ⅴ型分泌系统菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素及其受体结合位点的确定

自主转运蛋白(V型分泌系统)的β结构域已被证明可以将异源性多肽展示在细菌表面。运用DNA重组技术优化构建V型分泌系统MisL并在菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1。含重组质粒pnirBMisL-fedF或pnirBMisL-fedF1大肠杆菌(E.coli)DH5α经厌氧诱导后,分别与兔抗F18ab菌毛FedF亚单位单因子血清和F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪的小肠上皮细胞做玻板凝集试验和体外黏附试验,结果表明上述两株诱导表达重组菌与FedF抗血清发生明显的凝集反应,且能较好地黏附于F18大肠杆菌黏附素受体易感性仔猪小肠上皮细胞。而菌体表面展示F18大肠杆菌黏附素FedF突变体FedF(M)(黏附素受体结合域第88和89位组氨酸残基双突变为丙氨酸)的重组菌则失去上述凝集和黏附特性。以上试验结果说明,F18大肠杆菌黏附素FedF及其受体结合域FedF1在大肠杆菌表面得到了功能性表达,并进一步证明了位于FedF受体结合域内第88和89位组氨酸残基对FedF受体结合域的形成至关重要。     

噬菌体展示日本血吸虫SSj14单抗的模拟抗原表位及其免疫保护性研究

为获得日本血吸虫保护性单抗SSj14的模拟抗原表位,研究其对日本血吸虫的免疫保护作用。用纯化的SSj14单抗筛选噬菌体随机12肽库,对33个克隆进行ELISA验证,获得30个阳性克隆,DNA序列分析表明这30个克隆分属11个多肽序列,分析比较发现这些多肽具有“H_NQ_X_S_PF_X_X_L_A_T”的相似基序。进而选取3个阳性单克隆及混合阳性噬菌体克隆进行Western_blotting实验,证明都有良好的抗原性。用它们免疫BALBc鼠,并攻击血吸虫尾蚴,观察免疫鼠抗血吸虫感染的保护效果和IL_12的变化,结果表明:筛选获得的噬菌体阳性克隆具有良好的免疫原性,能诱导免疫鼠产生高滴度的抗血吸虫的特异性抗体;和对照组鼠相比,免疫小鼠,分别获得13.84%～52.83%的减虫率,34.17%～65.47%的肝脏减卵率以及28.89%～73.78%的粪便减卵率;三次免疫之后,和对照组相比,免疫小鼠体内IL_12水平均有升高。为发展日本血吸虫疫苗提供了新思路、新途径。