传染性法氏囊病病毒VP2蛋白的高效表达与免疫原性分析

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鸡传染性法氏囊病(Infectious Bursal Disease,IBD)是由传染性法氏囊病病毒(Infectious Bursal Disease virus,IBDV)引起的一种急性、高度传染性的免疫抑制性疾病。IBDV主要侵染雏鸡的中枢免疫器官法氏囊,在其B淋巴细胞上快速增殖,严重损坏B淋巴细胞的功能,从而导致机体免疫功能下降,引起免疫抑制,增加了其他传染性疾病对雏鸡的感染,从而使其免疫失败。IBDV主要结构蛋白VP2含有血清型特异性、能诱导中和抗体产生的构象依赖型抗原决定簇,其诱导的中和抗体能被动地保护宿主不受IBDV的感染,是IBDV的主要保护性抗原,具有特异性,因而成为制备法氏囊病基因工程亚单位疫苗的主要蛋白。目前对IBD的预防主要是通过疫苗接种的方式,虽然目前已经研发出多类疫苗,但预防形势仍然不容乐观,迫切需要开发新型疫苗以加强对IBD的预防。  本研究旨在实现IBDV B87毒株VP2蛋白在大肠杆菌中的高效可溶性表达,确定纯化方案,鉴定IBDV病毒样颗粒(virus-like particles,VLPs)的形成,并对VP2蛋白的免疫保护效果进行验证,为IBD亚单位疫苗的制备奠定基础。  1.IBDV VP2可溶性蛋白高效表达菌株筛选及诱导表达条件优化  将插入IBDV B87毒株VP2基因的重组质粒pET28a-VP2转化到不同大肠杆菌基因工程菌,通过IPTG诱导表达VP2外源蛋白。利用鸡传染性法氏囊病抗原快速检测试纸筛选高效表达菌株,确定了BL21(DE3)作为VP2可溶性蛋白的高效表达菌株。SDS-PAGE、Western blot分析表明,VP2实现了可溶性表达,且具有良好的反应原性。对表达条件进行优化,结果显示在诱导温度为30℃,IPTG浓度为0.6mmol/L,诱导表达8h时,VP2可溶性表达量最高。由此,本研究得到了VP2蛋白的高效表达菌株,确定了可溶性表达的最佳条件。  2.IBDV VP2纯化条件的确定  在BL21(DE3)中实现VP2蛋白可溶性表达的基础上,进行纯化方案的摸索。最终确定利用镍柱亲和层析纯化VP2蛋白时,在PBS+100mmol/L NaCl pH=7的洗脱条件下能够回收到高纯度的目的蛋白;利用Q Sepharose Fast Flow阴离子交换层析进行蛋白纯化时,在50mmol/L Tris-HCl+50mmol/L NaCl pH=7的洗脱条件下能够回收到较高纯度的目的蛋白。此外,通过透射电镜和DLS分析发现,经过镍柱亲和层析获得的VP2蛋白能够形成大小为25nm的VLPs结构,并且均一度良好。本研究表明通过原核表达系统表达的IBDV VP2蛋白能有效形成VLPs,为亚单位疫苗和VLP疫苗的研制提供新的参考信息。  3.SPF鸡免疫评价  将表达的VP2可溶性蛋白利用琼脂扩散实验(AGP)分析,结果表明VP2蛋白AGP效价可达到1∶64。确定动物免疫实验方案,将表达的重组蛋白分别进行包涵体进行变复性、切向流超滤系统过滤后,设置50kD膜包滤出组、50kD浓缩组、复性组和破碎蛋白上清组为实验组,同时将商业疫苗组和PBS组作为对照组,免疫接种2周龄的SPF鸡。结果表明50kD膜包浓缩组和破碎蛋白上清组对SPF鸡免疫保护效果较好,说明制备的亚单位疫苗能够有效刺激鸡体产生体液免疫应答反应,为传染性法氏囊病基因工程亚单位疫苗的研究与制备奠定了坚实的基础。
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