体内诱导抗原技术筛选病原菌体内诱导抗原的研究进展

体内诱导基因是病原菌在宿主体内能够表达而体外培养时却不能表达的功能基因,其对病原体在宿主体内的生存和致病具有重要意义。体内诱导抗原技术(in vivo induced antigen technology, IVIAT)已广泛应用于筛选病原体体内诱导基因,相较于其他用于筛选体内诱导基因的技术,IVIAT具有无需动物模型、检测病原菌在不同感染阶段产生的抗原等独特优势。IVIAT鉴定出的体内诱导抗原对病原体在宿主中的毒力、代谢及存活具有重要意义。现就IVIAT的原理、IVIAT筛选出的人类疾病相关病原菌的体内诱导抗原及其功能研究等作一概述。     

体内诱生抗原鉴定技术

体外不表达而只在体内才表达的基因称为体内诱导基因。研究表明,体内诱导基因涉及病原菌在体内的生存和致病过程,因此有重要意义。最近提出的体内诱生抗原鉴定技术(invivo-inducedantigentechnology,IVIAT)就是用于筛选病原菌体内诱导基因的一种方法。该方法不使用动物模型,而是采用经病原菌体外表达抗原吸收处理的病人血清来检测病原菌的表达文库,从而筛选体内诱导基因;方法简便、快速。这些筛选得到的体内诱导基因有助于病原菌致病机制的研究,同时也能够为抗菌药物、诊断试剂及疫苗设计等研究提供潜在靶标。     

细菌毒力基因体内表达检测技术研究进展

病原菌入侵宿主是一个及其复杂的过程。为了深入了解病原菌的致病机理,人们需要鉴定那些在感染过程中特异表达的细菌毒力基因。为此,多种体内实验模型被建立起来分析细菌在宿主体内的基因表达,它们包括了体内表达技术、信号标签突变技术、差异荧光诱导、体外转座进行基因组分析和作图技术以及体内诱导抗原技术等。文章对目前运用的这些研究方法进展进行综述,并讨论了它们的优点与不足。     

肺炎链球菌体内诱导基因的筛选及初步鉴定

为筛选鉴定肺炎链球菌宿主体内诱导的基因,寻找潜在的抗生素作用靶点和疫苗候选者,应用体内表达技术,以肺炎链球菌荚膜合成的关键基因galU作为体内报告基因,利用其缺陷体不能合成荚膜多糖,从而不能在宿主体内存活的特点,筛选鉴定肺炎链球菌体内诱导基因。首先,把肺炎链球菌基因组DNA的随机酶切片段(200~500bp)克隆到含有体内、体外双重报告基因(galU-lacZ)的报告载体pEVP3-galU的BglⅡ位点,将获得的质粒库转化肺炎链球菌galU缺陷菌株,得到肺炎链球菌体内启动子诱捕文库,将此文库去感染BALB/c小鼠,经过两轮体内筛选,在涂布有X-gal的TSA血清平板上得到了165个白色菌落,对插入的随机片段进行测序及生物信息学分析,共证实15个不同的体内诱导基因片段,8个为单独的ORF,7个为含有多个ORFs的操纵子结构,它们分别参与细菌在宿主体内的定植与粘附、能量代谢、物质转运、转录调节、DNA复制与重组、细胞壁合成等,另外还包括功能不明的假想蛋白。其中部分ORFs可能与细菌毒力相关,可以作为候选疫苗和药物的靶标。     

伤寒沙门菌感染过程中体内诱导表达蛋白抗原的筛选

在感染过程中,病原体会表达一系列基因产物以适应体内环境.因此,病原体只在宿主体内表达或高表达的基因可能与致病机制密切相关.本研究用体内诱导抗原技术（in vivo induced antigen technology,IVIAT）来筛选伤寒沙门菌感染过程中体内诱导表达的抗原,共筛选到7个体内诱导（in vivo induced,IVI）抗原,分别是BcfD（菌毛结构亚单位）、GrxC（谷氧还蛋白3）、SapB（ABC转运系统）、T3663（ABC未知转运系统）、T3816（可能的有关硫氰酸酶的硫转移酶）、T1497（可能的TonB依赖受体）和T3689（功能未知）,其中BcfD,GrxC,SapB,T3663和T3689这5个抗原与吸附处理后的健康志愿者的血清无交叉免疫反应.这些筛选到的体内诱导抗原是新药和疫苗开发的潜在靶标,同时也有利于新诊断方法的研究.     

comE基因缺陷影响肺炎链球菌体内诱导基因的表达

【目的】筛选受comE调控的肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,S.pn)体内诱导基因。【方法】通过插入失活构建基因comE缺陷的S.pn菌株,与野生菌株分别腹腔注射BALB/c小鼠,经过体内诱导后取小鼠血,分离细菌提取RNA,用RT-PCR法检测13个体内诱导基因mRNA水平差异。【结果】将RT-PCR结果通过Quantity-one灰度分析,进行配对t检验,显示8个体内诱导基因在缺陷菌株和野生菌株中mRNA表达水平具有统计学差异(P0.05),其中spd-0300、spd-0414、spd-0622、spd-1663、spd-1719、spd-0235、spd-0873受转化上调,spd-1672受转化下调。【结论】筛选出受转化调控的体内诱导基因spd-0300、spd-0414、spd-0622、spd-1663、spd-1719、spd-0235、spd-0873、spd-1672,它们可能参与生长调节、温度感应、糖脂代谢等环节,表明细菌转化可通过调节某些体内诱导基因的表达来增强细菌的毒力。     

水动力转染基因在小鼠体内的长期高效表达

水动力转染技术是近年新出现的一种体内基因转染方法,可以实现目的基因在小鼠体内的高效表达,有可能作为受精卵显微注射的一种简单替代技术。但该技术的缺点是转染基因多瞬时表达,外源基因在体内高效表达的时间通常不超过1周,而且局限于肝、肾等器官,从而限制了该技术广泛应用。为了延长水动力转染基因在小鼠体内长期高效表达的时间,从而能对目的基因的体内功能进行长期研究,国外研究进行了广泛的探索,本综述了相关研究的最新进展。     

体内病原菌和基因表达技术应用进展

尽管体外分析对人们理解病原茵致病机制有很大的帮助,但它不能完全模拟病原茵所面,临的体内复杂环境,限制了其应用。由于病原茵在宿主体内表达的基因在致病过程中起关键作用,为了更好地阐明病原体在体内的致病过程,有必要分析鉴定在感染过程中特异表达的基因,因此体内表达技术(IVET)应运而生。本文简要综述了IVET的基本原理,不同的报告系统及各自的优、缺点。     

运用酶切自连法分析鉴定肺炎链球菌体内诱导基因

肺炎链球菌是严重侵袭性感染和上呼吸道感染最重要的条件致病菌之一,分析鉴定体内诱导基因序列变得尤为重要。本研究利用酶切自连法成功从129个体内诱导表达的肺炎链球菌中获得13个融合重组自杀质粒,通过与肺炎链球菌株TIGR4基因组序列的同源性比对,共得到10个不同的体内诱导基因,其中8个是从血液中筛选出的,另2个为从肺组织中筛选出;通过分析得到18个开放阅读框,其中大部分为已知功能基因,参与细菌多种生命活动,有2个为未知功能基因,编码假想蛋白。可见,酶切自连法可有效用于筛选基因的分析鉴定。     

活体动物体内光学成像技术的研究进展及其应用

活体动物体内光学成像是利用基因改构进行内源性成像试剂或外源性成像试剂标记细胞、蛋白或DNA，从而非侵入性地报告小动物体内的特定生物学事件的技术。活体成像可以直观灵敏地监测基因的表达模式、标记和示踪细胞、探讨蛋白间的相互作用，因而这一技术被广泛地用于分析基因的表达模式、评价基因治疗效果、评估肿瘤的发生和转移、监测移植器官等。简要综述了现有活体动物体内光学成像技术的基本原理、技术进展和相关应用。     

萤光素酶表达质粒pEE14.1-luc的构建及表达

目的:为研究10 kb以上DNA疫苗质粒的体内电穿孔递送,构建萤光素酶报告基因表达质粒p EE14.1-luc,并验证其表达。方法:从质粒p GL3-CMV中通过酶切、补平和纯化的方法获得萤光素酶基因luc,克隆入p EE14.1载体,构建重组表达质粒p EE14.1-luc,瞬时转染293T细胞,采用Western印迹、流式细胞术和免疫荧光等方法对萤光素酶基因在体外的表达情况进行验证,并运用活体成像仪检测萤光素酶基因在小鼠活体内的表达。结果:经菌液PCR鉴定和测序验证,p EE14.1-luc与预期设计完全一致;流式细胞术检测luc阳性表达率为22.41%,免疫荧光检测可见绿色荧光表达,Western印迹检测在相对分子质量为62×103处显现目的蛋白条带;同时,利用活体成像技术也检测到萤光素酶基因在小鼠活体内的表达。结论:p EE14.1-luc表达质粒构建成功,为研究DNA疫苗体内表达机制和体内电穿孔递送条件优化奠定了基础。     

在体生物发光成像技术在生物医学中的应用

在体生物发光成像技术采用萤光素酶基因标记细胞及DNA,利用灵敏的光学检测仪器,实时直观地监测活体小动物体内感染性疾病的发生发展、肿瘤的生长及转移及引发的免疫反应、特定基因的表达等诸多生物过程。通过对同一组实验对象在不同时间点进行记录,跟踪同一观察目标(标记细胞、病原微生物或基因)的移动及变化,与传统的动物实验方法相比,在体生物发光成像得到的数据具有更高的可信度。近年来因其灵敏度较高、不涉及放射性物质、所得结果直观等优势,该技术已普遍应用于生物医学、药物开发等研究领域。     

荧光差异显示技术在分离细菌体内诱导表达基因中的应用

面对复杂的宿主环境,细菌是通过调节表达不同的毒力基因实施其感染过程。目前已建立起多种分析鉴定体内特异表达的细菌毒力基因的方法;其中荧光差异显示技术的应用为鉴定细菌的毒力基因以及揭示细菌致病机理开辟了新途径。本对此作一扼要综述。     

DNA微阵列技术在细菌感染后宿主反应研究中的应用

感染性疾病是病原微生物和宿主紧密相互作用的结果。深入理解宿主对病原微生物感染发生反应的分子基础是预防感染性疾病发生和组织损伤的必要条件。本文通过介绍体内、体外2种感染模型中宿主对细胞内和细胞外致病菌感染后的基因表达谱变化,简述了DNA微阵列技术在病原菌一宿主相互作用中宿主反应研究中的应用。     

Progress and potential in the biotechnology of lactic acid bacteria

Abstract: Current activities and future prospects for the biotechnology of lactic acid bacteria are reviewed. Genetic engineering technology, including advances and limitations of plasmid vectors and chromosomal integration strategies are discussed together with the status of gene expression and the importance of in vivo gene transfer systems and transposition. Areas of biotechnological application considered include proteolysis and flavour generation, bacteriophage resistance, antimicrobials, metabolic engineering and the possible uses of lactic acid bacteria in relation to health.     

Red体内同源重组介导的egfp、kan基因融合和重组质粒构建

重组工程是近年来建立的一种基于高效率体内同源重组的新型遗传工程技术,可应用于靶DNA序列的敲入、敲除和基因克隆等。在应用重组工程技术进行基因亚克隆时发现,体外重叠PCR法难以获得高质量的目的DNA打靶片段,严重影响重组效率。为了解决上述问题,根据Red重组酶介导的体内同源重组工作原理进行了技术改进。先用PCR方法合成egfp和kan两条末端互补的线性DNA片段,然后将其电击共转化进入携带Red重组酶和pcDNA3．1载体DNA的大肠杆菌DY331菌株内,经体内同源重组直接产生的pcDNA3.1—egfp-kan环状重组质粒DNA分子可通过抗生素标记筛选获得,阳性率可达到45％。瞬时转染pcDNA3．1-egfp-kan可获得绿色荧光蛋白在293细胞中的表达。     

Single-step conjugative cloning of bacterial gene fusions involved in microbe-host interactions

In vivo expression technology (IVET) is a genetic strategy for isolating genes expressed in vivo. In order to fully exploit this technology, it is necessary to analyse large numbers of IVET-generated gene fusions, which must be recovered from the chromosome of host bacteria. In bacteria for which transductional methods are not available, the recovery of integrated fusion plasmids is problematic and currently limits broad application of IVET. We describe a rapid, single-step, triparental conjugative approach for recovering chromosomally integrated fusion plasmids from both Pseudomonas fluorescens and Salmonella typhimurium. This simple and broadly applicable conjugative cloning system extends the utility of the IVET approach to clinically and agronomically relevant microbes and may be employed to recover non-replicating and integrated plasmids in other systems. Received: 28 March 1997 / Accepted: 23 May 1997     

体内电穿孔对载体表达效率和人类免疫缺陷病毒1型DNA疫苗免疫反应效果的研究

本文旨在分析体内电穿孔（EP）技术对DNA载体pDRVIl．0表达效率和人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）DNA疫苗免疫反应的辅助效果,为其在DNA疫苗中的应用提供参考数据。通过构建携带荧光素酶基因的pDRVll．0-Fluc质粒,利用活体成像技术分析EP接种对荧光素酶蛋白的组织分布、表达水平和持续时间的影响;同时,构建携带我国HIV-1CRF07-BC流行毒株env基因的DNA疫苗pDRVll．0-HIV,利用酶联免疫斑点法（ELISPOT）、酶联免疫吸附试验（ELISA）和中和抗体法对EP辅助免疫反应的特点进行分析。结果显示,EP接种后,pDRVll．0-Fluc质粒未改变组织分布特点,但其体内表达效率显著提高,载体的饱和接种量降低。同时,EP技术提高了pDRVll．0-HIV疫苗免疫小鼠后诱导的γ干扰素（IFN-7）分泌型T细胞反应和Env特异性结合抗体效价。结果提示,EP技术可在DNA疫苗应用方面发挥作用。     

Bacterial and firefly luciferase genes in transgenic plants: Advantages and disadvantages of a reporter gene

Genes encoding light-emitting luciferase were recently isolated from luminous marine bacteria and fireflies. Expression of luciferase genes in diverse organisms is a unique way for studying gene expression by simple and sensitive measurement of light. Recent advances in application of luciferase reporter genes are reviewed and documented by examples of in vivo visualization of their expression in transgenic plants.