马尔堡病毒糖蛋白GP1亚基的真核表达与纯化

目的:用真核表达系统可溶性表达重组马尔堡病毒糖蛋白GP1亚基并纯化。方法:从糖蛋白(GP)全长基因上扩增GP1基因序列,克隆至真核表达载体pcDNA3.4,在哺乳动物表达系统中进行表达,镍柱亲和层析纯化目的蛋白,ELISA检测重组蛋白与特异抗体的免疫反应性。结果:GP1在哺乳动物表达系统中获得可溶性表达,纯化得到的目的蛋白与特异抗体具有良好的结合活性,推测其构象与天然马尔堡病毒GP1具有相似性。结论:真核表达了马尔堡病毒糖蛋白GP1亚基,且目的蛋白具有良好的抗原性,可用于GP特异抗体筛选、疫苗效果评价等研究。     

重组炭疽疫苗免疫人体产生抗体基因的生物信息学分析

目的:采用多种生物信息学手段,提取并分析前期获得的重组炭疽疫苗免疫人体产生的抗体基因序列的特征信息,探究与抗体进化规律和功能预测相关的线索。方法:利用R、Perl等语言编写了一系列数据处理和接口程序,整合集成Change-O等相关程序集和R语言包构建抗体基因序列分析平台,对抗体重链基因的VDJ基因使用频率、聚类分布、CDR3区理化特性及体细胞高频突变模式进行信息提取,并通过在线服务器得到部分数据可视化结果。结果:前期获得的抗体基因序列中IGHV3、IGHD3和IGHJ4的使用频率最高,而IGHV3和IGHD5、IGHD6和IGHJ4、IGHV3和IGHJ4的组合是序列中出现频率最高的组合方式;23.3%的保护性抗原(PA)结合抗体都出现在同一个抗体聚类(239号克隆组)中;中和抗体HCDR3区较其他抗体对于碱性和酸性氨基酸使用频率较低,偏向于使用疏水性氨基酸;抗体的体细胞高频突变多发生在AAAAC、GTTAA、AGCTC、AAGTA等热点motif。结论:相关生物信息学手段能够有效处理和分析大量的抗体基因序列,研究结果和方法可为重组疫苗评价以及抗体鉴定和改造提供信息和方法学帮助。     

利用回归模型筛选出近天然的抗原-抗体对接模拟结构

在抗原-抗体分子对接模拟所生成的大量计算生成构象中筛选出近天然结构,即接近真实情况的抗原-抗体结合模式。借鉴QSAR原理,定义抗原-抗体接触面描述符并利用Discovery Studio 4.5软件平台计算出各对接模拟构象的接触面描述符和能量参数。构造训练集数据进行回归分析,建立预测对接模拟构象是否是近天然结构的数学模型。通过测试集和实际应用情况检验该数学模型。通过回归分析所建立的数学模型能够在成百上千的抗原-抗体对接模拟构象中有效筛选出其中的近天然结构,在测试集验证和4G7抗体结合模式预测应用中具有良好的表现,验证了该数学模型的有效性和实用性。经验性的抗原-抗体接触面特征如氢键密度、氨基酸对偏好性指数等以及能量参数能够共同有效表征近天然结构,所建立的数学模型有效增强了通过分子对接预测抗原-抗体结合模式的可行性。     

利用转基因小鼠筛选全人源炭疽致死因子中和抗体

炭疽是由炭疽芽孢杆菌引起的严重威胁人类健康的传染病。炭疽毒素包括3种蛋白质成分:保护性抗原(PA)、致死因子(LF)和水肿因子(EF)。PA与LF形成致死毒素(LT),与EF形成水肿毒素(ET)。由于致死毒素(LT)在感染者损伤及死亡中发挥主要作用,因此在炭疽感染晚期单纯使用抗生素治疗难以发挥疗效,治疗性中和抗体成为目前最有效的炭疽治疗药物。目前国外获得的炭疽毒素抗体多为炭疽PA抗体,美国FDA已批准瑞西巴库(人源PA单抗)用于吸入性炭疽的治疗。一旦炭疽芽孢杆菌被人为改构或PA中和表位发生突变,针对PA单一表位的抗体将可能失效,因此针对LF的抗体将成为炭疽治疗的有效补充。目前国外已有的LF抗体多为鼠源抗体和嵌合抗体,而全人源抗体可以避免鼠源抗体免疫原性高等缺点。本研究首先用LF抗原免疫人抗体转基因小鼠,利用流式细胞仪从小鼠脾淋巴细胞中分选抗原特异的记忆B细胞,通过单细胞PCR方法快速获得两株具有结合活性的抗LF单抗1D7和2B9。瞬时转染Expi 293F细胞制备抗体,通过毒素中和实验(TNA)发现1D7和2B9在细胞模型中均显示较好的中和活性,并且与PA单抗联合使用时,表现出较好的协同作用。总之,本文利用转基因小鼠、流式分选技术和单细胞PCR技术的优势,快速筛选到全人源LF抗体,为快速筛选全人源单克隆抗体开辟了新的思路与方法。     

埃博拉假病毒小鼠攻毒模型的建立与评估

埃博拉病毒具有极大的危险性,对其活病毒相关的操作必须严格限制在生物安全四级实验室（BSL-4）中,阻碍了疫苗和治疗药物的研发进程。本研究将扎伊尔埃博拉病毒（EBOV）膜表面糖蛋白（GP）表达质粒与携带荧光素酶报告基因的pNL4-3.Luc.R-E-慢病毒载体共转染至HEK293T细胞,包装HIV骨架的EBOV GP-Fluc假病毒颗粒,建立了BSL-2条件下基于假病毒和生物发光成像（BLI）技术的BALB/c小鼠EBOV感染模型,并通过不同给药时间、途径和抗体种类的系统评估对其可靠性进行了验证。腹腔注射包含GP全长的假病毒在第4d可检测到集中于胸腺部位的最大发光信号,测试抗体在预防性静脉给药时可完全阻断假病毒的感染,在暴露后腹腔给药时表现出与其在活病毒小鼠模型中一致的保护效力。该模型为埃博拉病毒以及类似烈性病原体防治药物研发提供了一种简单有效的前期筛选方案。