重组小鼠白细胞介素-33的原核表达制备及其粘膜免疫佐剂活性

目的:白细胞介素(IL)-33对树突状细胞、巨噬细胞及T细胞等免疫细胞具有重要调控作用。利用大肠杆菌制备重组小鼠的IL-33,并初步考察其作为粘膜免疫佐剂应用的潜能与特点。方法:以IPTG诱导硫氧还蛋白(Trx)/IL-33融合蛋白在大肠杆菌DH5α中的表达,并通过QSepharose离子交换和Ni~(++)金属螯合亲和层析纯化Trx/IL-33,进一步经肠激酶切割获得成熟形式的IL-33。重组HBcAg混合纯化的IL-33后经滴鼻免疫小鼠,考察HBcAg特异的IgA及IgG_1、IgG_(2a)的应答。结果:纯化的重组IL-33具有与标准品相当的促巨噬细胞RAW264.7表达TNF-α的体外细胞生物学活性。作为佐剂可显著增强滴鼻粘膜免疫激发的不同粘膜组织中HBcAg特异的IgA应答,以及血清与支气管肺泡灌洗液中特异IgG_1的应答水平,而抑制IgG_(2a)应答。结论:利用大肠杆菌可制备活性IL-33,其具有粘膜免疫佐剂的应用潜能。     

利用不同碳源进行毕赤酵母高密度发酵及TEF-1启动子指导下的HPV16_L1蛋白表达

目的:研究不同碳源对于毕赤酵母菌株在发酵罐中高密度生长,以及对组成型翻译延伸因子-1(TEF-1)启动子指导下HPV16_L1蛋白表达的影响。方法:利用1.5L发酵罐使用不同碳源进行毕赤酵母的高密度发酵,检测在不同碳源利用情况下菌体的增殖动力学,并以Western blot动态分析HPV16_L1蛋白的表达水平。结果:以甘油作为碳源,菌体细胞湿重可达到510g/L(OD600为189.4),HPV16_L1的表达在72h之前保持高水平;在甲醇和葡萄糖中菌体细胞湿重都可达到220g/L左右(OD600分别为75.3和77.3),甲醇利用下HPV L1蛋白在144h后仍保持较高水平表达,葡萄糖中60h HPV L1表达开始显著下降;在山梨醇作为碳源情况下菌体未能在发酵罐中获得高密度生长;总体上,甘油作为碳源在72h左右可获得最高的目的蛋白收获总量。结论:为实现毕赤酵母高密度生长与异源基因在TEF-1启动子指导下高效表达,以及HPV L1蛋白的简易、有效制备提供了基础。     

易发生聚集的重组HBcAg病毒样颗粒的纯化*

目的:探索针对易发生聚集的重组HBcAg病毒样颗粒(VLP)的有效纯化方案。方法:培养的大肠杆菌经IPTG诱导重组HBcAg蛋白的表达,菌体超声破碎后的离心沉淀用含有不同浓度尿素的PBS缓冲液重悬溶解,经密度梯度离心并结合电镜观察对VLPs行为进行分析鉴定。以Sepharose 4 FF凝胶过滤层析在选定的尿素条件下纯化沉淀溶解液,纯化获得的目的蛋白进一步在含30%山梨醇的PBS中脱盐去除尿素。整个过程以SDS-PAGE及电镜进行各步骤样品中目的蛋白的分析。结果:含有1mol/L尿素的PBS缓冲溶液重悬超声沉淀,可有效溶解聚集的VLPs,在蔗糖密度梯度离心中显示典型HBcAg VLPs的行为,且电镜观察颗粒形态结构完整。经1mol/L尿素下凝胶过滤,VLPs进一步获得纯化。在脱尿素过程中流动相采用含30%山梨醇的PBS,有效避免了VLPs在尿素去除后重新聚集。结论:尿素与山梨醇的联合应用,为具有聚集现象的VLPs纯化制备提供了一种有效解决方案。     

序列优化的小鼠IL-33基因在哺乳动物细胞中的有效分泌表达

目的: 白细胞介素(IL)-33具有重要的免疫调控作用,在疾病中扮演着重要的角色。本文旨在通过基因优化实现IL-33在哺乳动物细胞中的高效表达,为疾病机理研究以及疫苗免疫佐剂应用等提供基础。方法: 根据小鼠白细胞介素-33成熟肽(mIL-33)的氨基酸序列,以哺乳动物细胞基因表达密码子偏好性进行基因优化设计;化学合成优化的mIL-33基因片段,通过搭桥PCR将编码人CD8α信号肽的核酸序列分别与优化或未优化的mIL-33基因连接,并与绿色荧光蛋白(EGFP)基因分别构建到双表达单元质粒 pBudCE4.1的不同启动子下;重组质粒经 lipofectamine 3000 和PEI转染293FT 细胞;以 Western blot和ELISA检测重组蛋白的表达;收集表达的mIL-33刺激巨噬细胞Raw264.7,ELISA检测培养上清的TNFα水平,以证明IL-33的生物学活性。结果: 重组质粒经酶切鉴定及测序分析证实构建成功; lipofectamine 3000转染效率较PEI转染更高;Western blot和ELISA 结果显示密码子优化的mIL-33表达水平较未优化序列更高,在EF-1α启动子和CMV启动子指导下mIL-33在293FT 细胞表达水平相当,CD8α信号肽成功引导mIL-33的分泌,产物具生物学活性。结论: 密码子优化操作显著改善了 mIL-33在哺乳动物细胞中的表达水平,为进一步研究奠定了基础。     

埃博拉病毒GP和VP40蛋白在哺乳动物细胞中的共表达及病毒样颗粒装配

目的：制备基因重组埃博拉病毒样颗粒,为疫苗研究及埃博拉病毒特异抗原、抗体检测提供基础。方法：根据埃博拉病毒扎伊尔株的GP和VP40蛋白氨基酸序列,以哺乳动物细胞基因表达密码子偏好性进行基因优化设计;化学合成GP和VP40基因片段并分别构建于表达质粒pcDNA3.1或同时构建到具有双表达单元的质粒pBudCE4.1;重组质粒经lipofectamine2000转染293FT细胞;以Western blot检测重组蛋白GP和VP40的表达;通过电镜观察病毒样颗粒。结果：构建的重组质粒经酶切鉴定及测序分析证实构建成功;Western blot结果显示,共转染分别表达GP和VP40的两个质粒或转染共表达两个蛋白的质粒都发现GP特异反应条带产生,且大小与预期相符,此外,转染共表达质粒产生的GP蛋白表达明显强于两个质粒共转染,并同时可检测到VP40的表达;电镜观察到典型的丝状的埃博拉病毒样颗粒。结论：在293FT细胞中基因优化的埃博拉病毒GP和VP40可有效表达并装配为病毒样颗粒,为进一步研究奠定了基础。     

共表达构建呈现人白细胞介素-13抗原肽的Qβ噬菌体病毒样颗粒

目的:构建呈现人白细胞介素-13(interleukin-13,IL-13)抗原肽的Qβ噬菌体病毒样颗粒(virus-like particles,VLPs)疫苗。方法:将人IL-13抗原肽经基因重组插入Qβ噬菌体衣壳蛋白(CP)的C端。在BL21细菌中,经IPTG诱导CP及C端接有IL-13抗原肽的CP(CP/IL-13)同时表达。以硫酸铵沉淀及蔗糖密度梯度离心进行VLPs纯化及分析嵌合VLPs的存在,以HPLC分析VLPs纯度,以电镜观察颗粒形态。小鼠经皮下免疫VLPs后采集血清,以ELISA检测人IL-13特异性Ig G抗体水平。结果:重组蛋白CP与CP/IL-13获得成功表达,两者在密度梯度离心中有一致的、与QβVLPs相同的沉降行为,而CP/IL-13单独无Qβ颗粒行为。经纯化获得了高纯度颗粒,嵌合颗粒与Qβ颗粒形态相似。此外,该VLPs疫苗诱导小鼠产生了IL-13特异的抗体应答。结论:利用共表达策略可成功构建呈现人IL-13抗原表位的嵌合VLPs,为以主动免疫方式调控IL-13在疾病中的病理作用,提供了具有临床应用潜能的疫苗形式。     

人乳头瘤病毒16型L1基因在毕赤酵母中表达的影响因素分析

目的:优化人乳头瘤病毒16型主要衣壳蛋白L1(human papillomavirus type 16 major capsid protein L1,HPV16L1)在毕赤酵母中的表达,并考察可能的影响因素。方法:四个不同序列特征的HPV16L1基因M16、Y16、P16、W16(其中,M16和Y16按酵母密码子优化,P16为哺乳动物细胞密码子优化,而W16为野生型序列)分别克隆于毕赤酵母表达质粒p PinkTM-HC(高基因拷贝菌落筛选)和p PinkTM-LC(低基因拷贝菌落筛选),并转化不同蛋白酶缺陷的宿主菌。甲醇诱导24小时后,取菌体样品经Western blot分析L1蛋白的表达。结果:M16显示了最高的表达水平,其次是Y16与P16,而W16几乎无表达。基因序列密码子应用特征分析显示,4个基因的密码子适应指数从高到低依次为Y16、M16、W16和P16。通过自由能和GC含量分析4个序列的mRNA二级结构,Y16为-409.40 kcal/mol和43.85%;M16为-451.50 kcal/mol和47.83%;P 16为-606.50kcal/mol and 64.10%;W16为-384.70 kcal/mol and 38.01%。蛋白酶缺陷菌株L1表达高于野生型菌株,质粒p PinkTM-HC与p PinkTM-LC介导的表达无明显区别。结论:密码子优化操作显著改善了HPV16L1在毕赤酵母中的表达,但表达水平与密码子利用优劣并不完全对应,提示密码子优化仅是部分原因,而mRNA结构与稳定性变化值得探讨。蛋白酶缺陷菌株提高了HPV16L1蛋白的稳定性,显著影响了表达水平。研究证明基因剂量对HPV16L1的表达未产生明显影响。