解脲脲原体GrpE和DnaJ蛋白的抗感染及其机制研究

来源 :南华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XIAOYU2529
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目的:本研究通过基因工程技术获得解脲脲原体(U.urealyticum,Uu)GrpE和DnaJ重组蛋白,采用小鼠生殖道感染模型初步探究GrpE和DnaJ重组蛋白的抗感染保护机制。为研究具有预防和治疗作用的抵御Uu感染的亚单位疫苗奠定基础。方法:将解脲脲原体GrpE和DnaJ基因亚克隆至原核表达载体(pET28a)构建pET28a/GrpE和pET28a/DnaJ;分别利用不同时间、温度、IPTG 浓度诱导 pET28a/GrpE 和 pET28a/DnaJ 于E.coli BL21中大量表达,通过Ni2+-NTA柱纯化重组蛋白GrpE和DnaJ,SDS-PAGE和Immunbloting鉴定其表达和纯化产物;将重组后的GrpE和DnaJ蛋白分别通过股四头肌注射至6-8周雌性BALB/c小鼠体内,注射剂量均为50 μg/只,分别在第0、14、28、42天免疫并取小鼠尾静脉血,检测血清IgG及IgG亚型抗体水平;CCK-8法检测BALB/c小鼠脾淋巴细胞增殖水平;检测BALB/c小鼠脾细胞上清中IL-4、IFN-γ、TNF-α和IL-10的水平;流式细胞术分析重组GrpE和DnaJ蛋白免疫BALB/c小鼠的脾细胞内T淋巴细胞表型;末次免疫14 d后,小鼠颈部皮下注射雌二醇500 μg/只,阴道接种1×107 CFU/mL Uu血清型8型菌液,并记录每只小鼠体重、食欲、生殖道周围脱毛、红肿、水肿及分泌物增加等情况;感染21d后,处死BALB/c小鼠,分离小鼠的生殖道、肝、脾、肾、肺组织并提取DNA,RT-PCR检测各组织内Uu载量,并分析各实验组BALB/c小鼠子宫颈组织炎症因子和病理组织切片。结果:1.成功构建原核质粒pET28a/GrpE和pET28a/DnaJ,PCR扩增出与预期大小一致的目的条带,分别是657 bp和1128 bp。通过改变IPTG浓度、诱导的温度和时间得到重组蛋白GrpE和DnaJ的最佳表达条件,并均以可溶性表达在上清中。通过Immunbloting验证pET28a/GrpE 组和 pET28a/DnaJ 组分别于 25.7 kDa、41.79 kDa 处出现特异性免疫反应性条带,而对照组未见明显的免疫反应性条带;2.重组蛋白GrpE和DnaJ免疫BALB/c小鼠后第14 d即产生相应的特异性抗体,随后抗体水平逐渐升高,第42 d达到峰值,且IgG2a水平明显高于IgG1,CCK-8结果显示免疫组小鼠脾淋巴细胞显著增加;3.重组蛋白GrpE和DnaJ免疫BALB/c小鼠后TNF-α和IFN-γ表达水平显著增加(P<0.01),而IL-4和IL-10无明显差异;流式结果表明,GrpE和DnaJ免疫组的脾脏中产生IFN-γ的CD4+和CD8+ T细胞的数量增加,并且CD4+T细胞的比例远高于CD8+T细胞(P<0.05),且与对照组相比,GrpE和DnaJ免疫组IFN-γ含量明显增加,而IL-4水平无明显差异,进一步证实GrpE和DnaJ免疫BALB/c小鼠能诱导其Th1型细胞免疫反应;4.Uu感染一周后,所有小鼠均表现出阴道周围毛发脱落,分泌物增加,阴道口发红和食欲不振,但GrpE组和DnaJ组的症状相对较轻。Uu攻击后,小鼠体重普遍下降,并且食物和水的消耗减少,GrpE和DnaJ免疫组在感染1周后小鼠体重和食欲逐渐开始恢复,而PBS和FA组小鼠体重持续下降;5.RT-PCR结果显示GrpE组和DnaJ组小鼠感染部位的Uu载量水平均明显低于对照组(P<0.05)。在分离的肝,肾,脾和肺组织中未检测到Uu;与对照组相比,GrpE组和DnaJ组小鼠IL-17a,IL-6,IL-10和IL-1α水平没有明显差异,而 IFN-γ(P<0.001),TNF-α(P<0.05),MCP-1(P<0.01)和IL-1β(P<0.01)的表达水平显著低于对照组;6.Uu感染后的第7天在PBS和FA组中观察到急性炎症(出现大量多形核白细胞),至第21天转为慢性炎症(大量淋巴细胞或浆细胞浸润);相比之下,GrpE组和DnaJ组小鼠的宫颈组织中的炎症细胞浸润明显减少,且与正常对照组相比,可以清楚地识别出小鼠腺体和宫颈组织的结构,并保持其完整性,而腺体扩张、腺体分泌物增加、水肿、出血和炎性细胞浸润等病理特征减少;免疫组化结果显示GrpE组和DnaJ组小鼠的Uu载量均显著低于PBS和FA组,并发现Uu可存在于子宫颈腺体,间质细胞和细胞质中,且在输卵管或卵巢囊中未观察到炎症,而在阴道和膀胱中可见轻度至中度的炎症浸润。结论:(1)成功构建U.urealyticum感染BALB/c小鼠模型(2)GrpE和DnaJ能诱导特异性抗体和Th1型细胞免疫应答(3)GrpE和DnaJ免疫能降低Uu在子宫颈的定植量,减轻感染部位的病理损伤从而抵御Uu感染,具有抗感染保护作用。
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