肠道沙门氏菌O-抗原多糖的研究进展

O-抗原是由多糖重复单元组成的多聚糖,表达于细菌的外膜,具有多样性,是划分沙门菌血清型的重要依据。O-抗原多糖由多基因协同作用而合成,这些基因在沙门菌基因组上成簇存在,形成O-抗原基因簇。O-抗原多糖也是重要的毒力因子,在沙门菌入侵宿主、体内存活、定殖等致病过程中均发挥着重要的作用。此外,O-抗原还是沙门菌主要的保护性抗原,能激发宿主产生高水平抗体并发挥免疫保护作用,成为疫苗研究的靶点。本文综述O-抗原多糖的基因结构和合成、生物学功能及其在疫苗研制中的应用与前景。     

6种沙门菌单克隆抗体的制备和效能评价

目的：制备稳定、特异、高亲和性的分别针对甲型副伤寒沙门菌、乙型副伤寒沙门菌、丙型副伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、伤寒沙门菌和猪霍乱沙门菌的单克隆抗体。方法：用甲醛灭活的菌液抗原免疫BALB／c小鼠,取脾细胞与SP2／0骨髓瘤细胞融合;用灭活的菌液包被酶标板,ELISA筛选阳性克隆株,建立细胞系;选取高效分泌杂交瘤细胞,常规制备腹水并纯化,进行单抗特异性与亲和性评价。结果：筛选得到分泌6种沙门菌相应单克隆抗体的杂交瘤细胞株,获得高亲和性单抗;所有单抗与大部分病原菌（包括7种沙门菌、3株志贺菌、2株李斯特菌、4株致病性大肠杆菌、2株霍乱弧菌）无交叉反应,但由于同类型O抗原的广泛分布,抗乙型副伤寒沙门菌单抗与鼠伤寒沙门菌、抗伤寒沙门菌单抗与肠炎沙门菌有明显的交叉反应。结论：沙门菌单抗的制备,为感染性腹泻的监测、诊断奠定了基础。     

大肠杆菌O11 O-抗原基因簇序列的破译及特异分子标识的鉴定

大肠杆菌O11是一种可在人畜间交叉传染的强致病菌,具有潜在流行性爆发的危险。现完成了O11 O-抗原基因簇的破译,筛选和鉴定了多种特异分子标识,并实现了对大肠杆菌O11的快速、灵敏和准确的分子分型检测。利用鸟枪法测定大肠杆菌O11 O-抗原基因簇的序列全长为14180bp,生物信息学方法分析序列结构,共发现12个基因:GDP-L型岩藻糖合成途径基因(gmd,fcl,gmm,manC,manB)、UDP-N乙酰葡萄糖C4异构酶基因(gne)、O-抗原转运酶基因(wzx)、O-抗原聚合酶基因(wzy)和4个糖基转移酶基因;用PCR方法筛选出2个针对大肠杆菌O11的特异基因和4对特异引物,并进行环境样品检测实验鉴定了该PCR检测方法的灵敏度;设计并筛选出8条针对大肠杆菌O11的特异探针。     

O139霍乱弧菌质粒基因组文库的建立及O抗原基因的筛选

合成O-抗原的基因是串联在一起的一个基因簇,提取O139霍乱弧菌基因组DNA,限制性内切酶EcoRⅠ酶切,电泳回收4～20kb的DNA片段,构建质粒基因组文库.随机筛选重组克隆,获得一株可与O139霍乱弧菌抗血清发生凝集反应的重组克隆,命名为大肠杆菌DH5a(pMG320).经鉴定分析重组克隆所表达的O-抗原具有良好的免疫原性及反应原性.酶切分析质粒pMG320,推知其O-抗原基因大小约4.6kb.这为今后O139霍乱疫苗的研制及O139霍乱弧菌O-抗原基因的结构和功能研究提供了条件.     

细菌蛋白的免疫学特性及其作为多糖蛋白结合疫苗载体的可行性

多糖蛋白结合疫苗(polysaccharide-protein conjugate vaccine)是将病原菌的荚膜多糖与载体蛋白通过共价结合的方式制备而成的疫苗。在上市的多糖蛋白结合疫苗中,载体蛋白(carrier protein)预先接种或共同接种时可能介导免疫干扰,降低结合物中多糖的免疫应答,影响疫苗接种效果。另外,多糖作为疫苗抗原有血清型别的限制,疫苗中所含的血清型别无法保护所有型别的细菌感染。因此,考虑将细菌自身具有保护性的抗原蛋白作为载体蛋白,其中,肺炎链球菌溶血素蛋白、金黄色葡萄球菌蛋白、B群链球菌菌毛蛋白和沙门菌表面蛋白都是目前经过实验室证实的具有免疫原性的载体蛋白。现对这些细菌蛋白的免疫学特性及其作为多糖蛋白结合疫苗载体的可行性作一概述。     

生物法合成伤寒O-糖蛋白结合疫苗及其免疫原性评估

伤寒由伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhi)引发,至今在发展中国家仍是备受关注的重要公共卫生问题。文章通过敲除伤寒菌脂多糖合成途径中O-抗原连接酶基因,转入含脑膜炎奈瑟球菌(Neisseria meningitidis)蛋白糖基化途径中糖基转移酶的表达载体,以及改构的重组铜绿假单胞菌(Pseudomonas Aeruginosa)外毒素A(rEPA_N29)的表达载体,使细胞内能够诱导合成以伤寒O特异性多糖(O-specific polysaccharides, OPS)为目标抗原、以rEPA_N29为载体蛋白的伤寒OPS-rEPA_N29糖蛋白复合物,并对纯化所得复合物进行了免疫原性评价。ELISA测定血清抗体滴度表明,rEPA_N29作为载体蛋白能有效增加糖链的免疫原性,糖蛋白比单独的多糖能诱导产生更好的免疫应答;3次免疫、间隔3周比间隔2周IgG滴度稍有提高;而免疫过量的糖蛋白,抗O-多糖的血清抗体效价并无提升。文章为生物法制备多糖-蛋白结合疫苗提供了新思路,理论上也适用于其他革兰氏阴性菌的疫苗研发。     

大肠杆菌O138 O-抗原基因簇的破译及Gne的生物信息学鉴定

利用鸟枪法对大肠杆菌E .coliO138O 抗原基因簇进行测序 ,序列全长 14 139bp ,用生物信息学的方法进行序列分析 ,共发现 11个基因 ,分别为鼠李糖合成酶基因 (rmlB ,rmlD ,rmlA ,rmlC)、UDP GalNAcA合成酶基因 (gne ,gna)、糖基转移酶基因 (3个 )、O 抗原转运酶基因 (wzx)和O 抗原聚合酶基因 (wzy)。发现一种稀有单糖UDP Gal NAcA的合成途径 ,对合成该糖的第一种酶Gne进行了生物信息学鉴定 ,另外用PCR方法筛选出了针对大肠杆菌O138的特异基因     

大肠杆菌O54 O-抗原基因簇的破译及进化分析

破译了大肠杆菌O5 4O 抗原基因簇的序列 ,序列全长 1 4 0 6 2bp。用生物信息学方法分析序列并鉴定基因 ,共确定 1 0个基因 ,包括鼠李糖合成酶基因BDA和C(rmlBDA和rmlC) ,糖基转移酶基因 ,O 抗原转运酶基因 ,O 抗原聚合酶基因和合成磷酸丝氨酸侧链的基因及 1个不能确定功能的开放阅读框。对rmlC的 (G C) %含量 ,稀有密码子含量及进化分析都表明大肠杆菌O5 4O 抗原基因簇是在近期通过rmlC介导的重组形成 ,而且大肠杆菌O5 4和鲍氏志贺氏菌 9型的亲缘关系很近。对UTP 葡萄糖 1 磷酸 尿苷转移酶基因 (galF)和 6 磷酸葡萄糖脱氢酶基因(gnd)的进化分析揭示志贺氏菌属与大肠杆菌属在进化上属于同一个属。用PCR方法筛选出了针对大肠杆菌O5 4的特异基因 ,用于基因芯片或PCR方法对大肠杆菌O5 4的快速检测。     

O2血清型肺炎克雷伯氏菌多糖结合疫苗的生物合成

本研究旨在利用微生物体内合成肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumoniae,Kp) 多糖结合疫苗并研究其保护效果。通过敲除Kp O抗原连接酶基因waaL阻断其LPS合成,再向缺失株中导入糖基工程载体,使细菌能够在体内合成糖蛋白,并将该糖蛋白免疫小鼠后评价其保护效果。结果表明,在构建的 Kp waaL缺失株中导入糖基工程载体后,底物蛋白重组霍乱毒素B亚单位rCTB (Recombinant cholera toxin B subunit) 能够被O糖化,从而得到糖蛋白;动物实验结果显示该疫苗能刺激小鼠产生较高的抗体效价,试验组小鼠攻毒后一周存活率可达75%。这种生物合成方法制备的多糖结合疫苗有望成为针对肺炎克雷伯氏菌的新型候选疫苗。     

cIts857基因的克隆、修饰及温敏诱导表达载体

从噬菌体λＤＮＡ（ｃＩｉｎｄｌｔｓ８５７Ｓａｍ７）克隆出９９０ｂＰ的ｃＩｔｓ８５７基因,经缺失,点突变等修饰改造和ＤＮＡ序列测定,获得了带有自身启动子区的修饰型ｃＩｔｓ８５７基因（７７０ｂｐ）。进而利用它构建大肠杆菌表达载体ｐＢＬＭＶＬ２和一套含３种不同阅读框架ｌｉｎｋｅｒ区的表达载体ｐＢＬＭＦＶ４、５Ｂ、６。上述表达载体;用于表达人工合成的牛生长激素（ｂＧＨ）、人干扰素－γΔＣ－１３和酵母ｐｈｏ８５等外源基因,都观察到这些基因产物的温敏表达。这些表明,克隆、修饰并组建到表达载体中的λ噬菌体ｃＩｔｓ８５７基因表达出具有功能作用的转录阻遏蛋白,使上述ＰＬ启动子控制下的大肠杆菌表达载体可经温敏诱导而高效表达外源基因产物．     

固氮类芽孢杆菌YUPP-5中环糊精糖基转移酶基因的克隆与功能分析

从魔芋根际分离的固氮类芽孢杆菌Paenibacillus azotofixans YUPP-5对多种β-1,4糖苷键连接的多糖具有水解作用。通过构建该菌的fosmid文库,克隆到2 157 bp的基因片段,编码环糊精糖基转移酶。大肠杆菌中表达此酶,能降解葡甘聚糖、羧甲基纤维素钠盐、几丁质、木聚糖等多种β-1,4糖苷键连接的多糖,同时该酶还能以葡甘聚糖为底物生成β-1,4糖苷键连接的环糊精,而文献报道这种酶仅能利用α-1,4糖苷键连接的淀粉为底物生成环糊精;并展示了环糊精糖基转移酶的一些新功能。     

产鼠李糖脂生物表面活性剂大肠杆菌的构建与优化

目前鼠李糖脂生物表面活性剂主要由条件致病的铜绿假单胞菌生产获得,从而影响工业应用。为了开发一种相对安全的鼠李糖脂生产菌,将带有不同强度组成型合成启动子的鼠李糖基转移酶基因(Rhamnosyltransferase gene,rhl AB)以单、中、高3种拷贝数分别在大肠杆菌ATCC 8739中异源表达,实现了不同产量的鼠李糖脂异源合成。对rhl AB基因和rha BDAC基因簇(TDP-L-鼠李糖合成的基因簇)进一步利用合成启动子进行组合调控,筛选获得了最优生产鼠李糖脂工程菌——大肠杆菌TIB-RAB226。对大肠杆菌TIB-RAB226进行发酵温度优化,鼠李糖脂产量达到124.3 mg/L,是优化前的1.17倍。通过分批补料发酵,12h时鼠李糖脂产量达到209.2 mg/L。对发酵产物进行高效液相色谱-质谱联用技术分析,共检出相对含量变化的5类质核比不同的鼠李糖脂同系物。本研究可为异源合成产鼠李糖脂提供重要参考。     

甲型副伤寒沙门菌PagC蛋白在乳酸乳球菌中的表达研究

目的构建能够表达甲型副伤寒沙门菌外膜蛋白(Pag C)的乳酸乳球菌。方法 PCR扩增pag C基因,亚克隆至p MD18-T载体并测序,从亚克隆载体中酶切回收pag C基因,插入p MG36e并命名为p MG36e-pag C,转化乳酸乳球菌MG1363。溶菌酶加超声的方法破碎重组乳酸乳球菌,SDS-PAGE以及Western blot检测Pag C蛋白的表达。结果 p MG36e-pag C鉴定正确,Western blot检测到p MG36e-pag C/MG1363表达的Pag C蛋白。结论成功构建能组成型表达Pag C蛋白的乳酸乳球菌。     

菌体表面表达与活菌疫苗

展示表达是将目的蛋白基因与细胞表面结构蛋白融合,使目的蛋白表达并锚定于细胞表面的一项技术,微生物特别是细菌常用作展示表达的宿主。在大肠杆菌中,多种外膜蛋白、鞭毛蛋白、菌毛蛋白、脂蛋白等均已被用于表达和锚定外源蛋白,革兰氏阴性菌中,较明确的是蛋白Ａ可用以细胞表面的整合,Ｍ６蛋白也被尝试用于乳酸菌的展示表达,酵母表达体系中,将目的蛋白与凝集素融合可表达细胞表面,菌体表面表达的蛋白容易被免疫系统识别,能引起强烈的免疫反应。其中沙门菌、大肠杆菌、链球菌等展示表达的致病细菌或病毒的抗原和毒素用于免疫动物均能产生高滴度的中和抗体,用作疫苗大有前途。本文对表达体系和在疫苗方面的应用进行了概述     

疫苗

920931生物技术在研制动物皮苗中的应用〔英〕/Redm。-nd,M J.…了Genet。Eng.Bioteehnol。-1991,11(1)一14一21〔译自DBA,1991,10 (15),91一08572〕 本文综述了应用生物技术生产动物疫苗。讨论的题目有:工程疫苗(即经修饰的减毒重组活疫苗或重组的载体活疫苗如痘苗病毒载体或鼠伤寒沙门菌载体),亚单位重组疫苗(原核系统如大肠杆菌表达的蛋白)、和真核系统(如酿酒酵母菌表达的乙型肝炎病毒、CHO细胞表达的单纯疙疹病毒、携带首落银纹夜蛾核型多角体病毒载体的草地夜蛾昆虫细胞表达的流感病毒或人轮状病毒)表达的蛋白;合成肤疫苗;疫苗配…     

生物法合成肠炎沙门菌糖蛋白北大核心CSCD

肠炎沙门菌(Salmonella enteritidis)是一种重要的人兽共患病原菌,在对该菌感染的预防与控制上一直存在困难,而糖蛋白疫苗的出现为其预防提供了新的思路。对于糖蛋白的合成,一般采用传统的化学交联方法,该法制备流程烦琐、生产成本高。因此,探索经济且稳定的生物合成方法非常必要。为了实现生物法合成肠炎沙门菌糖蛋白,本研究利用CRISPR/Cas9方法构建肠炎沙门菌waa L基因缺失株SEΔwaa L,使用银染的方法检测细菌外膜脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)的合成情况。使用环形PCR方法构建了表达寡糖转移酶PglL、重组铜绿假单胞菌的外毒素(recombinant Pseudomonas aeruginosa exotoxin A,r EPA)和霍乱毒素B亚单位(cholera toxin B subunit,CTB)的表达质粒,并分别在rEPA的N端和CTB的C端加入了PilE;糖基化位点序列。将重组质粒转化到SE ΔwaaL中,诱导表达后通过Western blotting方法对糖蛋白的合成进行验证,并通过镍柱(Ni-NTA)对糖蛋白进行纯化。结果表明,waaL基因的缺失阻断了肠炎沙门菌LPS正常合成,在该缺失株中rEPA和CTB蛋白均可成功表达。此外,在表达寡糖转移酶PglL的情况下,rEPA和CTB发生了明显的糖基化,其糖基化部分为肠炎沙门菌O抗原多糖。本研究结果证明肠炎沙门菌缺失waaL基因后,在寡糖转移酶PglL的作用下可以将自身O抗原多糖链共价连接到载体蛋白rEPA和CTB上,形成糖蛋白,为生物法合成肠炎沙门菌糖蛋白的研究奠定了基础。     

cIts857基因的克隆,修饰及温敏诱导表达载体

从噬菌体λＤＮＡ克隆出９９０ｂｐ的ｃＩｔｓ８５７基因,经缺失,点突变等修饰改造和ＤＮＡ序列测定,获得了带有自身启动子区的修饰型ｃＩｔｓ８５７基因（７７０ｂｐ）。进而利用它大肠杆菌表达载体ｐＢＬＭＶＬ２和一套含３种不同阅读框架Ｉｉｎｋｅｒ区的表达载体ｐＢＬＭＦＶ４、５Ｂ、６。上述表达载体,用于表达人工合成的牛生长激素、人干扰素－γ△Ｃ－１３和酵母ｐｈｏ８５等外源基因,都观察到这些基因产物的温敏表达。     

丛毛单胞菌CNB-1合成PHA及相关基因的研究

分析了丛毛单胞菌(Comamonas sp.)CNB-1菌株在不同条件下合成聚羟基烷酸(polyhydroxyalkanoic acids,PHAs)的组分和含量,同时克隆了与PHA合成相关的基因。结果表明,该菌可以多种短链有机酸及醇类为碳源合成PHA多聚物或共聚物,以戊酸和1,4-丁二醇为底物时,可达菌体干重的57%;同时发现小分子醇类的存在能显著促进PHA的合成,推测与醇类氧化过程中提供了更多的还原力有关。为了克隆相关基因,利用已知phaC的保守区简并引物筛选基因组文库,将得到的阳性克隆质粒测序,发现phaC、phaA、phaB组成一个基因簇phaC-A-B。将phaC、phaA、phaB连接到pET载体在E.coli中共表达,重组E.coli菌株能合成PHA;将这3个基因单独连接到pET载体,在E.coli中表达后检测到相应酶活,分别约为原始菌株的4.1、71和2882倍。     

西藏小型猪Leptin及其受体胞外区片段的克隆及原核表达

目的克隆及原核表达西藏小型猪瘦素（Leptin）成熟肽及瘦素受体胞外区片段。方法根据西藏小型猪瘦素序列（GenBank号：GQ240885.1）和猪瘦素受体基因胞外域序列（GenBank号：AF167719.1）分别设计并合成两对引物扩增瘦素、瘦素受体基因胞外域编码区1654-2319位片段,以西藏小型猪组织总RNA为模板,经反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）方法获得了特异性片段。再以该两个特异性片段为模板,另外设计两对带有BanHⅠ和HidⅢ酶切位点的套式引物分别扩增瘦素64-504位（成熟肽编码区）和瘦素受体基因胞外域编码区1655-2314位的cDNA片段,将该两片段克隆入pMD18-T载体并转化感受态细菌E.coli DH5α测序并永久保存。此两片段经酶切后克隆到表达载体pRSET A的BamHⅠ和HindⅢ两酶切位点之间,构建重组质粒pR-OB和pR-OBR-a并在大肠杆菌E.coli BL21（DE3）中表达,SDS-PAGE电泳鉴定表达产物。结果在IPTG诱导下促使重组菌pR-OB表达了相对分子质量约18×103左右的融合蛋白;重组菌pR-OBR-a表达了相对分子质量约27×103左右的融合蛋白。结论说明重组质粒pR-OB、pR-OBR-a在大肠杆菌BL21（DE3）中分别可表达西藏小型猪瘦素成熟肽、瘦素受体片段蛋白,为进一步研究瘦素、瘦素受体功能和应用提供了基础。     

减毒鼠伤寒沙门菌三型分泌表达系统的构建及其特性

为开发新型重组减毒鼠伤寒沙门菌口服活疫苗载体,本研究以pYA3493质粒为基础,用鼠伤寒沙门菌sopE_(Nt100)基因及其启动子替代原有的P_(trc)启动子,构建沙门菌三型分泌表达载体pYA-sopE_(Nt100);再将质粒pYA-sopE_(Nt100)电转入沙门菌ΔcrpΔasd SL1344,构建减毒鼠伤寒沙门菌ΔcrpΔasd SL1344(p YA-sop E_(Nt100))三型分泌表达系统,研究其生物学特性,进一步将报告基因egfp克隆入sop E基因下游,构建重组菌株ΔcrpΔasd SL1344(p YA-sop E_(Nt100)-egfp),感染Vero细胞,用Western blotting分析该系统递呈外源抗原的能力。PCR、酶切及测序结果表明,减毒鼠伤寒沙门菌ΔcrpΔasd SL1344(p YA-sop E_(Nt100))三型分泌表达系统构建成功;生物学特性鉴定结果表明,其血清型与亲本株Δcrp SL1344及野生株SL1344保持一致;其生化特性与亲本株基本相近,但与野毒株相比发生明显变化;生长速度也更为缓慢;重组菌株ΔcrpΔasd SL1344(p YA-sop E_(Nt100))的LD50较野生株SL1344降低了7.0×104倍;Western blotting结果发现,重组菌培养上清中能检测到Sop E_(Nt100)-egfp融合蛋白(37 k Da);重组菌株感染Vero细胞后,可以同时检测到Sop E_(Nt100)-egfp融合蛋白(37 k Da)和EGFP蛋白(27 k Da)。以上结果证实,本研究成功构建了新型减毒鼠伤寒沙门菌ΔcrpΔasd(p YA-sop E_(Nt100))三型分泌表达系统,其能够有效递呈外源抗原,该重组菌株有潜力作为安全、稳定、高效表达外源基因的口服重组活疫苗载体。