牛分枝杆菌Mb0950c的免疫特性及其血清学检测方法的建立

【目的】利用原核表达系统对牛分枝杆菌Mb0950c蛋白进行表达和纯化,通过小鼠模型评价其免疫原性,建立血清学间接ELISA方法用于牛结核病的临床检测。【方法】构建pET32a-Mb0950c原核表达质粒,并转化至BL21(DE3)中诱导蛋白的表达,对蛋白进行纯化。使用流式细胞术(flow cytometry,FCM)、ELISA等对该蛋白在小鼠中的免疫原性进行分析。建立基于Mb0950c的间接ELISA方法,评价该方法的临床检测潜力。【结果】SDS-PAGE和Western blotting结果显示,成功获得了可溶性Mb0950c蛋白,且具有良好免疫反应性;FCM结果显示,Mb0950c蛋白上调了T细胞表面CD69分子的表达。细胞因子和抗体结果表明,该蛋白能够诱导特异性的IFN-γ和IL-4的分泌,同时能诱导机体分泌特异性的抗体,且以IgG1型为主。建立了ELISA检测方法应用于牛结核临床检测,结果显示,该方法与牛结核外周血IFN-γ外释放试验和皮试试验结果的阳性符合率、阴性符合率和总符合率分别为65.7%、97.9%和72.4%。【结论】在原核表达系统中可溶性表达Mb0950c蛋白,...     

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。     

MPT63核酸疫苗的制备及其免疫原性

扩增结核分枝杆菌分泌蛋白MPT63编码序列 ,克隆于真核表达载体pJW 4 30 3中 .转染COS 7细胞 ,用Western印迹检测表明该基因在细胞内得到正确表达 .用该质粒连续免疫C5 7BL 6小鼠 3次后 ,用纯化的重组蛋白MPT63检测小鼠血清中的抗体 ,发现抗体滴度达到 10 5,免疫动物中γ干扰素的含量达到 2 5 8± 0 2U ml ,为空载体DNA免疫对照组的 2 0倍以上 ,说明MPT63核酸疫苗在实验动物体内引起了较强的免疫应答     

牛分枝杆菌MPB83基因的原核表达及免疫活性分析

利用PCR技术,以牛型分枝杆菌(M.bovis)Vallee菌株的全基因组DNA为模板,扩增出了一条600bp的MPB83基因片段,将其克隆至pMD18T载体中,经核苷酸序列测定确证后,KpnI/EcoRI双酶切,然后亚克隆到原核表达载体pET30a的相同酶切位点,构建表达质粒pETMPB83,将鉴定的重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导后SDSPAGE检测表达情况,重组质粒pETMPB83在30kDa处有一特异表达带,与预计大小相符。经Ni柱纯化后,Westernblot检测纯化蛋白具有免疫活性,用纯化的该蛋白进行动物(兔)接种制备抗血清,用Westernblot和ELISA检测该抗血清的效价和特异性,结果表明特异性较好。     

EB病毒早期蛋白P54的原核表达及其免疫原性的研究

PCR法获得编码EB病毒早期蛋白P54的基因BMRFl,序列分析后亚克隆入原核表达载体pET30a。表达质粒pET30a-BMRF1在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中经IPTG诱导后表达了P54抗原,SDS—PAGE表明其相对分子质量为51000;采用镍离子亲和柱纯化重组蛋白。Western印迹结果表明纯化蛋白免疫BALB／c小鼠后产生了P54特异性抗体。间接免疫荧光表明免疫血清可以识别激活的Raji细胞中表达的P54蛋白。以上结果表明构建了原核表达质粒pET30a-BMRF1并在大肠杆菌细胞中成功表达EB病毒早期蛋白P54,表达蛋白具有很好的抗原性和免疫原性。     

牛结核γ干扰素ELISPOT检测方法的建立

本研究旨在建立一种牛结核γ干扰素ELISPOT检测方法,并评价该方法用于牛结核病检测的价值。通过筛选与天然牛γ干扰素特异性结合的单克隆抗体分别作为包被抗体和检测抗体,并探索不同的实验条件确定最佳包被抗体浓度、最佳细胞数量和最佳检测抗体浓度等,建立牛γ干扰素ELISPOT检测方法。采集30头奶牛尾静脉血并分离外周血单个核细胞,以结核菌素作为刺激原,使用建立的ELISPOT检测方法进行牛结核病检测,并与BOVIGAMTM ELISA试剂盒检测结果进行比较。筛选到两株与天然牛γ干扰素特异性结合的单抗2G5和5E11,确定ELISPOT检测方法的最佳实验条件为:包被抗体2G5浓度2.5μg/m L,每孔细胞数量2.5×105个,检测抗体Bio-5E11浓度1μg/mL。使用建立的ELISPOT检测方法与BOVIGAMTM ELISA试剂盒对30头奶牛进行同步检测,结果显示,以BOVIGAMTM ELISA试剂盒检测结果作为参考标准,14头BOVIGAMTM ELISA试剂盒检测阳性牛中,ELISPOT方法检出的阳性牛为11头,敏感性为78.6%(11/14);16头BOVIGAMTM ELISA试剂盒检测阴性牛中,ELISPOT方法检出的阴性牛为12头,特异性为75%(12/16)。应用结核菌素作为刺激原的牛结核γ干扰素ELISPOT检测方法可用于牛结核病辅助检测,具有潜在的临床应用价值。     

HCoV-NL63N蛋白不同片段的表达纯化及血清学检测应用分析

将HCoV-NL63核衣壳蛋白N端(Np1~154aa)、C端(Cp141~306aa)基因片段克隆到原核表达载体pET30a(+)上进行原核表达,制备相应的纯化蛋白Np、Cp蛋白,利用Np、Cp蛋白建立基于Western-Blot条带印迹的HCoV-NL63抗体检测法,并与基于全长N蛋白(Nf)的HCoV-NL63抗体检测法相平行筛查了50份成年体检血清。结果显示:50份成年体检血清中,采用Nf、Np、Cp分别检出25、27、36份HCoV-NL63抗体阳性血清,检出率分别为50%、54%、72%。不同N蛋白与血清反应抗体阳性谱存在差异,其中Np与Nf检出一致率为64%,Cp与Nf检出一致率为54%,而Np与Cp检出一致率为54%。本研究表明人冠状病毒NL63在我国人群中感染常见,N蛋白C端(Cp)检出率比全长N(Nf)及N端(Np)要高,Nf、Np、Cp在抗体检测上存在不一致性。这为HCoV-NL63血清学试剂研发及免疫学研究提供了依据与实验基础。     

禽多杀性巴氏杆菌C48-3株成熟黏附蛋白的表达及其免疫原性检测

目的：在大肠杆菌原核表达系统中高效表达禽多杀性巴氏杆菌成熟黏附蛋白Cpm39,并检测其免疫原性。方法：通过BamHⅠ和SalⅠ双酶切重组载体pMD18-cpm39获得cpm39基因片段,将该基因片段克隆至表达载体pMAL-p2X上,构建表达质粒pMAL-p2X-cpm39,转化至大肠杆菌BL21（DE3）,在IPTG诱导下表达融合蛋白,用禽多杀性巴氏杆菌C48-3株Cp39天然粘附蛋白的免疫血清经Western印迹检测其免疫原性。结果：SDS-PAGE结果显示表达的融合蛋白相对分子质量为78×103,与预期结果相符,而Western印迹结果表明诱导表达的融合蛋白MBP-Cpm39能与Cp39天然黏附蛋白抗体发生特异性反应。结论：构建了表达质粒pMAL-p2X-cpm39,获得了具有免疫原性的重组融合蛋白,为进一步研究禽多杀性巴氏杆菌成熟黏附蛋白的免疫保护功能奠定了基础。     

用小鼠模型分析可溶性表达结核分枝杆菌Ag85A的免疫原性

【目的】可溶性表达结核分枝杆菌Ag85A蛋白,并评价其免疫原性。【方法】利用冷休克表达质粒和含有伴侣质粒的大肠杆菌对Ag85A蛋白进行可溶性原核表达,并进行纯化与鉴定,通过C57BL/6小鼠模型对Ag85A蛋白的免疫原性,包括诱导机体特异性体液免疫应答和细胞免疫应答水平进行分析。【结果】重组菌诱导后裂解上清中检测到可溶性Ag85A蛋白的表达,经过亲和层析纯化收获了纯度在90%以上的Ag85A蛋白,Western blot鉴定显示其具有较好的免疫反应性。Ag85A蛋白免疫小鼠后,血清中可以检测到高水平的Ig G抗体效价,其中Ig G2b水平要高于Ig G1。通过特异性多肽、蛋白刺激脾脏和腹股沟淋巴结细胞可分泌高水平的IFN-γ、TNF-α等Th1型细胞因子。【结论】实现了Ag85A蛋白的可溶性表达,免疫特性评价显示Ag85A蛋白可诱导机体产生强烈的特异性体液免疫应答及Th1型的细胞免疫应答,从而为其进一步免疫学功能的研究奠定了重要基础。     

牛乳源金黄色葡萄球菌EsxA蛋白的表达及免疫原性分析

为分析牛乳源金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)EsxA蛋白的免疫原性,构建EsxA-p ET-28a重组表达质粒,重组质粒经诱导表达后进行SDS-PAGE和Western blotting鉴定。用纯化后重组EsxA蛋白免疫小鼠,用间接ELISA检测免疫小鼠血清中的IgG、IgG1和IgG2a水平;免疫小鼠经S.aureus菌株攻击后,检测小鼠肝、脾、肾组织荷菌数和免疫保护率,观察S.aureus菌株攻击后小鼠肝、脾、肾病理组织学变化。结果表明,成功诱导表达了EsxA重组蛋白,该重组蛋白免疫小鼠后血清抗体效价可达1∶900,与对照相比,重组蛋白免疫后可减少小鼠肝、脾、肾组织的荷菌数,减轻这些脏器的病理损伤,对免疫小鼠保护率达75%。上述结果表明,该重组Esx A蛋白具有良好的免疫原性。     

结核分枝杆菌多表位诊断抗原的制备

将结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)多个B细胞预测表位串联表达(命名为B102),并初步评价其作为诊断抗原的血清学诊断价值。将MtbPstS1、ESAT6、CFP10、Ag85B、Ag85A及PPE54等6个蛋白的11个B细胞预测表位串联,加入合适的连接臂后全基因合成;将多表位片段插入带有TRX标签的表达质粒中,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,并利用Ni~(2+)-Chelating亲和层析和DEAE阴离子交换层析纯化目的蛋白;利用Western blotting (WB)技术对目的蛋白抗原性进行鉴定,并建立Mtb抗体检测竞争法ELISA技术,初步评价此方法对阴阳血清样本的鉴别能力。目的蛋白以包涵体形式存在,其表达量约占菌体总蛋白的31.25%,经纯化及复性后蛋白B102可溶性存在,浓度为3.124mg/mL,纯度为96.71%;WB实验表明目的蛋白能与Mtb阳性血清相应抗体发生反应。对60份Mtb阳性血清及60份Mtb阴性血清进行检测得出其灵敏度为90.00%,特异性为93.33%,阳性预测值为93.10%,阴性预测值为90.32%,符合率为91.67%,McNemer检验的结果提示与"金标准"诊断结果无差异,Kappa=0.833,提示两种方法诊断结果一致性优异。原核表达与层析纯化可以获取抗原性优异的Mtb多表位诊断抗原,作为诊断抗原可以应用于Mtb的血清学检测中。     

利用转基因胡萝卜表达肺结核疫苗

利用转基因植物生产研制疫苗,不但可以改变传统的疫苗生产方式和接种手段,而且会大大降低疫苗的生产成本,以胡萝卜（Daucus carota L.var.sativa)无菌幼苗的子叶和下胚轴为外植体,通过携带有３５Ｓ启动子驱动的结核杆菌（Myobacterium tuberculosis(Zopf)Lehmann et Neumann)分泌蛋白ＭＰＹ６４基因的根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefacins (Smith et TOwnsend)(Conn)LBA4404的介导进行转化,在筛选培养基上诱导形成抗性愈伤组织,经胚状体发生途径分化得到抗性苗,植株移栽后生长情况政党。经ＰＣＲ和Ｓouthern等方法鉴定,确认结核杆菌分泌蛋白ＭＰＴ６４基因已整合到胡萝卜的染色体中。Ｗestern检测结果表明,在转基因胡萝卜的蛋白质中含有ＭＰＴ６４分泌蛋白,为进一步研究利用转基因植物研制研制疫苗和防治结核的新型疫苗提供了材料。     

The Expression of Mycobacterium tuberculosis MPT64 Protein in Transgenic Carrots

Oral vaccines produced by transgenic plants would change the traditional means of production and inoculation of vaccines and the cost of vaccine production would be reduced greatly. In the experiments, hypocotyls and cotyledons of carrot (Daucus carota L.var.sativa)were infected with Agrobacterium tumefaciens (Smith et Townsend) Conn LBA4404 containing Mycobacterium tuberculosis (Zopf) Lehmann et Neumann MPT64 gene under the control of the 35S promoter of cauliflower mosaic virus. After two days coculture, the explants were transferred to MS selection media which contained different concentrations of kanamycin and carbenicillin. The regenerated plants with kanamycin resistance were obtained through somatic embryogenesis from the embryogenic calli formed on the selection media. Some of the plants have been transplanted and grew well in phytotron. PCR and Southern blot analyses of carrot DNA confirmed that the MPT64 gene has been introduced into the plant genome. The results of Western blot showed that the MPT64 protein have been expressed in some transgenic plants. Therefore, the transgenic plants should provide a valuable tool for the development of edible oral vaccines.     

肺炎球菌表面蛋白的克隆表达与免疫原性研究

从肺炎球菌YF05中扩增了肺炎球菌表面蛋白A（PspA）和肺炎球菌表面黏附素A（PsaA）基因,以pET27b(+)为载体构建了重组表达质粒的表达系统后,转化入大肠杆菌BL21,IPTG诱导表达,表达的重组蛋白约占菌体总蛋白的75％,结果显示：表达的PspA蛋白和PsaA蛋白,分子量分别约为75kDa和37kDa。成功表达的重组蛋白具有较强的免疫活性和交叉免疫效果。     

结核分枝杆菌融合抗原Rv3914-6His的原核表达、纯化与抗原性检测

血清学诊断是目前临床诊断中应用最为广泛的方法之一,用原核表达并鉴定了系列结核分枝杆菌抗原融合蛋白Rv1908c-6His、Rv0733-6His、Rv0899-6His、Rv1411c-6His和Rv3914-6His,并以此包被酶标板,以Rv2031c-6His为阳性对照,采用间接ELISA方法比较了34例活动性结核病患者与35例健康体检者血清中抗结核分枝杆菌抗原的IgG水平。结果显示,活动性结核病患者中针对Rv1411c-6His、Rv3914-6His和Rv2031c-6His的IgG水平明显高于健康体检者,其中Rv3914-6His的AUC值(0.786 7)略高于目前临床应用的类似于16 ku的抗原Rv2031c-6His(AUCRv2031c=0.754),提示Rv3914抗原可能是结核病血清诊断的新的候选标志物。     

Electrochemical-based biosensors for detection of Mycobacterium tuberculosis and tuberculosis biomarkers

Abstract

Early detection of tuberculosis (TB) reduces the interval between infection and the beginning of treatment. However, commercially available tests cannot discriminate between BCG-vaccinated healthy persons and patients. Also, they are not suitable to be used for immunocompromised persons. In recent years, biosensors have attracted great attention due to their simple utility, accessibility, and real-time outputs. These sensors are increasingly being considered as pioneering tools for point-of-care diagnostics in communities with a high burden of TB and limited accessibility to reference laboratories. Among other types of biosensors, the electrochemical sensors have the advantages of low-cost operation, fast processing, simultaneous multi-analyte analyzing, operating with turbid samples, comparable sensitivity and readily available miniaturization. Electrochemical biosensors are sub-divided into several categories including: amperometric, impedimetric, potentiometric, and conductometric biosensors. The biorecognition element in electrochemical biosensors is usually based on antibodies (immunosensors), DNAs or PNAs (genosensors), and aptamers (aptasensors). In either case, whether an interaction of the antigen–antibody/aptamer or the hybridization of probe with target mycobacterial DNA is detected, a change in the electrical current occurs that is recorded and displayed as a plot. Therefore, impedimetric-based methods evaluate resistance to electron transfer toward an electrode by a Nyquist plot and amperometric/voltammetric-based methods weigh the electrical current by means of cyclic voltammetry, square wave voltammetry, and differential pulse voltammetry. Electrochemical biosensors provide a promising scope for the new era of diagnostics. As a consequence, they can improve detection of Mycobacterium tuberculosis traces even in attomolar scales.