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。     

结核分枝杆菌Rv1884c基因的克隆及其原核表达

目的:构建结核分枝杆菌Rv1884c基因的原核表达质粒,获得结核分枝杆菌Rv1884c基因的表达蛋白。方法:制备结核分枝杆菌基因组DNA,采用聚合酶链反应技术扩增目的基因片段;通过pGEX-4T-1构建质粒载体pGEX-4T-1-Rv1884c,经序列测定证实正确后转化大肠杆菌DH5α,再经IPTG诱导表达GST-1884融合蛋白;用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析重组蛋白的相对分子质量及表达形式。结果:扩增出了结核分枝杆菌Rv1884c基因,构建了具有正确基因序列的质粒载体pGEX-4T-1-Rv1884c,转化大肠杆菌DH5α后经诱导产生了高水平的表达产物。结论:构建了pGEX-4T-1-Rv1884c质粒载体,并诱导表达了GST-1884融合蛋白,为进一步研究Rv1884c蛋白的活性及其功能,探讨结核分枝杆菌快速促生长作用奠定了基础。     

真核表达编码Ag85A基因重组体的构建

抗原85复合体（Ag85）是BCG合成的能够刺激机体产生细胞免疫和体液免疫的多种成分之一,Ag85A是抗原85复合体组成成分之一,可显著刺激细胞免疫功能增强。为研究经口接种Ag85A的DNA疫苗的免疫效应,根据结核分枝杆菌Ag85A的基因序列自行设计了一对PCR引物,以人型结核杆菌H37Rv标准毒力株的DNA为模板,经过PCR扩增出Ag85A目的基因,纯化PCR产物TA克隆入载体pUCm-T载体,蓝白斑筛选将回收的PCR产物用限制性核酸内切酶Xhol和BamHI双酶酶切后,经T4DNA连接酶作用,与真核表达载体pCDNA3．1^＋连接,筛选得到的阳性克隆经DNA测序鉴定证实为Ag85A基因,且被克隆到载体pCDNA3．1^＋中的CMV启动子的下游,成功构建并鉴定的真核表达载体pCDNA3．1^＋携带Ag85A基因的重组体,命名为pCDNA3．1^＋／Ag85A。将其转化大肠埃希菌并使之大量扩增,并采用无内毒素提取质粒方法收集此重组质粒DNA．即为可经口途径喂饲小鼠的结核杆菌Ag85A的DNA疫苗,为口服DNA疫苗的临床应用研究奠定基础。     

结核分枝杆菌Rv3425蛋白的原核表达纯化及其血清学诊断价值

目的：用原核系统表达结核分枝杆菌Rv3425蛋白并纯化,评价该重组蛋白在结核病血清学诊断方面的价值。方法：以结核分枝杆菌H37Rv株基因组为模板,PCR扩增得到Rv3425基因序列,克隆至表达载体pET-28a中,转入大肠杆菌BL21（DE3）进行诱导、表达后纯化,用Western印迹和ELISA法进行抗原性初步评价。结果：在原核系统内经IPTG诱导表达后,Rv3425蛋白主要以包涵体形式存在,经复性和镍柱层析纯化后,纯度达95%以上;Western印迹和ELISA结果证明重组Rv3425具有较强的抗原活性;用纯化的Rv3425蛋白做抗原,临床诊断结核病人血清,阳性率达50%。结论：高纯度的Rv3425蛋白在结核病诊断方面具有很高的应用价值,可作为结核病诊断的备选抗原。     

结核分枝杆菌Rv1168c蛋白的基因表达、纯化及结构分析

【目的】应用原核表达体系对结核分枝杆菌PPE蛋白家族Rv1168c进行高效表达,进一步进行蛋白纯化和结构分析。【方法】以结核分枝杆菌H37Rv基因组为模板,扩增Rv1168c基因,构建pET32a-Rv1168c重组质粒;转化重组质粒到大肠杆菌DH5α并在BL21(DE3)诱导表达,通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺电泳(SDS-PAGE)鉴定Rv1168c在大肠杆菌中的表达情况;Ni-NTAHis﹡Bind Resin纯化重组蛋白Rv1168c;SDS-PAGE和质谱分析测定相对分子量后,用圆二色光谱(CD)和同源模建方法分析和检测重组蛋白Rv1168c的二级和三级结构。【结果】成功克隆了971bp的目的基因Rv1168c,并获得了高纯度的重组蛋白Rv1168c。重组蛋白的分子量为51.5kDa(含载体蛋白)。25℃时重组蛋白Rv1168c的二级结构包括34.4%α螺旋,33.7%β转角,31.9%无规则卷曲,它的三维模型显示为(β/α)5结构。【结论】成功得到高纯度的重组目的Rv1168c蛋白,并初步进行了结构分析,为进一步对Rv1168c结构和功能研究奠定了基础。     

结核杆菌活动期高表达基因Rv1776c的克隆及其在耻垢分枝杆菌中的表达

目的构建表达结核分枝杆菌Rv1776c基因的重组耻垢分支杆菌,并鉴定该基因在重组耻垢分支杆菌中的活性。方法采用PCR技术克隆结核分枝杆菌Rv1776c基因,构建大肠埃希菌-分支杆菌穿梭表达质粒pMV-Rv1776c,通过酶切和测序鉴定其正确性,用电穿孔法将重组质粒转染到耻垢分支杆菌mc^2155中。以SDS-PAGE及Western blot检测证实Rv1776c蛋白在重组耻垢分支杆菌内的表达。结果重组耻垢分支杆菌构建成功,生长曲线说明重组质粒不会影响耻垢分支杆菌的体外生长;SDSPAGE及Western blot检测证实Rv1776c在耻垢分枝杆菌内表达出相对分子量约56kD的Rv1776c蛋白。结论成功构建了Rv1776c基因的穿梭质粒pMV-Rv1776c,且该质粒在耻垢分枝杆菌内具有生物活性,为进一步研究其表达产物的功能提供基础。     

结核分枝杆菌Ag85B-Esat6-HspX融合基因真核表达载体的构建

目的构建结核分枝杆菌Ag85B-Esat6-HspX融合基因,并对其在体外真核细胞中进行表达。方法用PCR法从结核分枝杆菌H37Rv株基因组中分别扩增Ag85B、Esat6、HspX基因,插入到pUC19-T载体,序列测定正确后,将融合基因再次克隆到真核表达载体pcDNA3.1（-）。重组质粒经酶切鉴定并测序正确后,用MegaTran1.0转染293T细胞,并用Western-Blot检测目的蛋白的表达。结果 Western-blot检测到分子量大小约65 kDa的目的蛋白。结论成功地构建了结核分枝杆菌Ag85B-Esat6-HspX融合基因的真核表达载体,且该重组载体可在体外真核细胞中获得特异性的表达。     

结核分枝杆菌Rv1884基因真核表达质粒的构建及表达

目的:构建结核分枝杆菌Rv1884基因真核表达载体。方法:PCR扩增Rv1884基因,测序正确后克隆入真核表达载体pcDNA3.1(-);经酶切鉴定正确的重组质粒酶以阳离子聚合物转染P815细胞后,以RT-PCR方法检测mRNA的表达,以间接免疫荧光技术检测目的蛋白的表达。结果:构建了重组质粒pcDNA-Rv1884;RT-PCR结果证明Rv1884可在P815细胞中转录;用间接免疫荧光检测,表达有Rv1884蛋白的细胞着染。结论:构建了结核分枝杆菌Rv1884基因的真核表达载体pcDNA-Rv1884,Rv1884基因可以在P815细胞中表达。     

用小鼠模型分析表达牛结核分枝杆菌Ag85B重组腺病毒的细胞免疫特性

【目的】构建表达牛结核分枝杆菌抗原Ag85B重组腺病毒rAd-Ag85B,并用小鼠模型分析其细胞免疫特点。【方法】采用PCR方法,扩增结核分枝杆菌Ag85B的编码基因fbpB,测序后构建pDC516-Ag85B重组质粒。利用脂质体将pDC516-Ag85B与pBHGfrtΔE1,3FLP共转染Ad293细胞包装成重组病毒rAd-Ag85B。空斑纯化后用电镜负染、目的基因转录和蛋白表达进行rAd-Ag85B验证。同时将rAd-Ag85B和rAd(wtAd)分别经皮下注射免疫BALB/c小鼠,二免二周后取小鼠脾脏细胞,进行CD69表面分子表达、淋巴细胞增殖和ELISPOT实验分析。【结果】在电镜下能观察到包装的重组病毒粒子,且在转录和蛋白水平上验证了rAd-Ag85B构建成功。免疫试验结果显示,rAd-Ag85B能激活CD4+T和CD8+T细胞表面分子CD69的表达,并引起淋巴细胞增殖。ELISPOT表明rAd-Ag85B呈现Th1免疫特点。【结论】成功构建的rAd-Ag85B能引起机体针对PPD蛋白或Ag85B多肽的Th1免疫应答。     

结核分枝杆菌Rv3881c突变子的克隆及其在大肠杆菌中的高效表达

目的：融合表达结核分枝杆菌Rv3881c突变子抗原,以便与其他已知的免疫显性抗原联合使用,有效增加结核分枝杆菌感染血清学检验的敏感性和特异性。方法：将克隆的来源干结核分枝杆菌H37Rv株的Rv3881c突变体基因插入原核表达载体pET24b,并在大肠杆菌BL21中获得高效表达;由于重组的Rv3881c突变子抗原片段同C端的6xHis标签融合表达,使用Ni-柱进行快速纯化。结果：Western印迹表明,重组的Rv3881c突变子抗原同选取的6例结核病阳性临床血清标本均能发生明显的反应。结论：重组Rv3881c突变体具有较好的特异性,提示该抗原可能成为检测结核的有效抗原之一。     

结核分枝杆菌Rv3369基因的表达和纯化

在大肠杆菌中高效表达结核分枝杆菌Rv3369蛋白,获得纯化的重组蛋白rRv3369。通过聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)扩增Rv3369基因;以质粒pET28a为表达载体,构建重组质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3);以异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达目的蛋白,通过SDS-PAGE鉴定rRv3369在大肠杆菌中的表达,确定rRv3369在大肠杆菌中的表达形式;采用Ni-NTA His.Bind Resin来纯化重组蛋白。重组质粒pET28a-Rv3369中目的基因测序结果与报道序列相同。分子量约19.5kDa,表达量约占菌体总蛋白的18%,纯化后的重组蛋白样品经SDS-PAGE和激光密度扫描分析表明其纯度为90%以上,每100mL培养菌可获得1.56mg左右的重组蛋白。用亲和层析法纯化的重组蛋白纯度较好。     

结核分枝杆菌Rv3871抗原优势肽段的克隆表达及抗原性鉴定

目的:为了提高结核病诊断试剂的特异性和敏感性,克隆表达结核分枝杆菌H37Rv株RD1区Rv3871抗原优势肽段,并应用ELISA法对其抗原性进行初步鉴定。方法:利用Biosun生物信息学软件对Rv3871抗原进行表位分析,通过PCR从结核分枝杆菌H37Rv基因组中扩增Rv3871抗原优势肽段编码基因,在大肠杆菌HB101中进行表达,采用间接ELISA法初步评价其抗原性。结果:Rv3871-1肽段检测的敏感性为32.5%(13/40),特异性为97.2%(35/36);Rv3871-2敏感性为45%(18/40),特异性为100%;Rv3871-3敏感性为37.5%(15/40),特异性为91.6%。结论:结核分枝杆菌RD1区Rv3871抗原优势肽段Rv3871-2有较高的特异性和敏感性,有望作为候选抗原用于结核病患者的血清学检测。     

Antigen 85A and mycobacterial DNA‐binding protein 1 are targets of immunoglobulin G in individuals with past tuberculosis

Development of accurate methods for predicting progression of tuberculosis (TB) from the latent state is recognized as vitally important in controlling TB, because a majority of cases develop from latent infections. Past TB that has never been treated has a higher risk of progressing than does latent Mycobacterium tuberculosis infection in patients who have previously received treatment. Antibody responses against 23 kinds of M. tuberculosis proteins in individuals with past TB who had not been medicated were evaluated. These individuals had significantly higher concentrations of antibodies against Antigen 85A and mycobacterial DNA‐binding protein 1 (MDP1) than did those with active TB and uninfected controls. In addition, immunohistochemistry revealed colocalization of tubercle bacilli, antigen 85 and MDP1 inside tuberculous granuloma lesions in an asymptomatic subject, showing that M. tuberculosis in lesions expresses both antigen 85 and MDP1. Our study suggests the potential usefulness of measuring antibody responses to antigen 85A and MDP1 for assessing the risk of TB progression.     

Cloning and characterization of aspartate-beta-semialdehyde dehydrogenase from Mycobacterium tuberculosis H37 Rv

AIMS: To clone and characterize the aspartate-beta-semialdehyde dehydrogenase of Mycobacterium tuberculosis H37Rv. METHODS AND RESULTS: The asd gene of M. tuberculosis H37Rv was cloned in pGEM-T Easy vector, subcloned in expression vector pQE30 having a T5 promoter, and overexpressed in Escherichia coli. The ASD enzyme was expressed to levels of 40% but was found to be inactive. Functional ASD was obtained by altering induction and growth conditions and the enzyme was purified to near homogeneity using nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) affinity chromatography. The K(m) and V(max) values for the three substrates L-ASA, NADP and Pi, the turnover number and specific activity of the enzyme were determined. CONCLUSIONS: Functional ASD enzyme of M. tuberculosis was obtained by gene cloning and protein purification using affinity chromatography. The K(cat) and specific activity of the enzyme were 8.49 s(-1) and 13.4 micromol min(-1) microg(-1) respectively. Significance and Impact of the Study: The ASD enzyme is a validated drug target. We characterized this enzyme from M. tuberculosis and future work would focus on deducing the three-dimensional structure of the enzyme and design of inhibitors, which could be used as drugs against TB.     

结核分枝杆菌Rv3586结构域基因真核表达载体的构建及鉴定

目的:构建结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)环二腺苷酸(cyclic diadenosine monophosphate,c-di-AMP)合成酶Rv3586结构域基因的真核表达载体,并在COS-7细胞中表达。方法:以Mtb基因组为模板PCR扩增Rv3586三个结构域基因,分别克隆入pEGFP-N3真核表达质粒,用菌落PCR、质粒酶切和测序方法对插入序列进行鉴定。通过脂质体将重组质粒转染COS-7细胞,间接免疫荧光法检测目的基因在COS-7细胞内的表达。结果:PCR成功扩增出Rv3586三个结构域基因,菌落PCR、质粒酶切和质粒测序鉴定结果表明成功插入目的片段,包含Rv3586的三个结构域基因的真核表达载体构建成功。间接免疫荧光法结果显示,Rv3586三个结构域蛋白在COS-7细胞中表达成功。结论:成功构建Rv3586三个结构域基因的真核表达载体,并在COS-7细胞中表达成功,为后续Mtb Rv3586结构域的功能和应用研究奠定了基础。     

结核分枝杆菌Rv0859基因的克隆、表达、纯化及蛋白的亚细胞定位

本研究体外克隆了结核分枝杆菌Rv0859基因, 融合表达并纯化了Rv0859蛋白。首先提取H37Rv标准菌株中的基因组DNA, 设计Rv0859基因两端的引物, 以H37Rv基因组DNA为模板通过PCR方法扩增Rv0859基因。用Hind III和BamHⅠ两种限制性内切酶双切Rv0859基因, T4连接酶连接到pET30载体上, 再转入大肠杆菌JF1125中, 经过筛选鉴定后抽提质粒测序, 得到重组正确载体, 转化到表达宿主大肠杆菌BL21中。用IPTG进行诱导表达, 通过聚丙酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及质谱鉴定重组表达蛋白。0.05 mol/L浓度的IPTG 37°C诱导4 h重组蛋白的表达量最高。制备重组蛋白的多克隆抗体, 通过亚细胞分离及Western-blotting分析蛋白的亚细胞定位。结果成功地构建原核表达载体pET30a-Rv0859, 并获得47845 D左右的大量表达的Rv0859蛋白, Western-blotting结果表明Rv0859蛋白主要定位于细胞膜中, 微量存在于细胞壁中, 为进一步的Rv0859蛋白功能研究奠定了一定的基础。     

In vitro and in vivo identification of a novel cytotoxic T lymphocyte epitope from Rv3425 of Mycobacterium tuberculosis

The identification of novel cytotoxic T lymphocyte (CTL) epitopes is important to analysis of the involvement of CD8(+) T cells in Mycobacterium tuberculosis infection as well as to the development of peptide vaccines. In this study, a novel CTL epitope from region of difference 11 encoded antigen Rv3425 was identified. Epitopes were predicted by the reversal immunology approach. Rv3425-p118 (LIASNVAGV) was identified as having relatively strong binding affinity and stability towards the HLA-A*0201 molecule. Peripheral blood mononuclear cells pulsed by this peptide were able to release interferon-γ in healthy donors (HLA-A*02(+) purified protein derivative(+)). In cytotoxicity assays in vitro and in vivo, Rv3425-p118 induced CTLs to specifically lyse the target cells. Therefore, this epitope could provide a subunit component for designing vaccines against Mycobacterium tuberculosis.     

结核分枝杆菌脂蛋白Rv1016c增强细菌成膜能力和抑制自噬

目的研究结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)脂蛋白Rv1016c在Mtb感染和结核病发病中的作用和机制。方法将Mtb脂蛋白Rv1016c基因导入野生耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis, MS)构建重组菌株MS-Rv1016c,比较脂蛋白Rv1016c对菌体生长、成膜能力、细菌聚集、毒力等方面的影响,评估重组菌株MS-Rv1016c对自噬的影响。结果 Rv1016c基因的导入,因过表达脂蛋白使得MS的菌落变大、褶皱增加,使菌体聚集度降低,使细菌成膜速度加快、生物被膜产量增加;Rv1016c显著抑制巨噬细胞自噬,促进细菌在细胞内持留。结论 Rv1016c能够促进MS生物被膜形成,抑制细胞自噬,增强细菌毒力。为研究脂蛋白在Mtb致病机理中的作用提供理论依据。