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本文采用PCR的方法扩增了ZOT基因编码264-399氨基酸残基的C末端AG片段,插入表达质粒pBCX,构建了表达△G片段的融合蛋白表达载体pBCX-△G。将重组质粒转入表达菌BL21(DE3)中,在终浓度1 mmol/L IPTG诱导下进行表达,表达产物用SDS-PAGE检测。结果表明,融合蛋白pBCX-△G在大肠杆菌中获得表达,分子量约为45Ku。表达蛋白可溶性分析显示:pBCX-△G蛋白为可溶性表达;用50%Ni-NTA蛋白纯化树脂以非变性方法纯化融合蛋白pBCX-△G,获得了纯度较高的蛋白pBCX-△G。
另将实验室已构建好的禽流感H5N1亚型的血凝素蛋白(HA)的HA1基因重组质粒pBCX-HA1转入表达菌BL21(DE3)中,在终浓度1 mmol/L IPTG诱导下进行表达,表达产物用SDS-PAGE检测。结果表明,融合蛋白pBCX-HA1在大肠杆菌中获得表达,分子量约为72Ku。
用1d SPF鸡进行动物试验,试验分组如下:第1组10d和20d均用生理盐水免疫;第2组10d用H5N1灭活油苗免疫后,20d用生理盐水免疫;第3组10d用H5N1灭活油苗免疫后,20d用纯化的100μg HA1蛋白免疫;第4组10d用H5N1灭活油苗免疫后,20d用纯化的100μgHA1蛋白和0.1μg AG联合免疫;第5组10d用H5N1灭活油苗免疫后,20d用纯化的100μg HA1蛋白和1μg AG联合免疫。于第二次免疫后10d和20d(攻毒前)采集血清样品,用血凝抑制试验(HI)检测抗体效价;用ELISA方法分别检测血清中的IgA和IgG抗体含量;于第二次免疫后10d采集回肠样品,用免疫组化法检测回肠粘膜中的分泌型IgA(SIgA)抗体。并于第二次免疫后20d进行攻毒免疫保护试验。
试验结果如下:
(1)第5组血清中HI抗体效价平均值最高,在第二次免疫后10d和20d(攻毒前)血清检测中,分别达到了10 log2和9.9 log2:第4组次之,两次检测均为8.9 log2;而第1组HI抗体效价两次检测均为0,第2组两次检测分别为8.7 log2和8.4 log2;第3组两次检测均为8.7 log2。
(2)第5组血清中IgA抗体含量平均值显著高于其他各组,在第二次免疫后10d和20d(攻毒前)血清检测中,抗体含量分别达到了3657.61 ng/mL,和3956.81 ng/mL;第4组次之,两次检测分别为1105.48 ng/mL和1088.74 ng/mL;而第1组两次检测分别为529.78 ng/mL,和529.41 ng/mL,第2组两次检测分别为711.39 ng/mL和727.02ng/mL;第3组两次检测分别为769.44 ng/mL和713.62 ng/mL。
(3)第5组血清中IgG抗体含量平均值显著高于其他各组,在第二次免疫后10d和20d(攻毒前)血清检测中,抗体含量分别达到了7225.98 nG/mL,和6973.16 ng/mL;第4组次之,两次检测分别为6791.26 ng/mL和6842.74 ng/mL; 而第1组两次检测分别为5038.64 ng/mL和5710.17 ng/mL,第2组两次检测分别为6353.10 ng/mL和6528.14 ng/mL;第3组两次检测分别为6446.91 ng/mL和6430.90 ng/mL。
(4)第5组回肠粘膜中的分泌型IgA抗体含量(以灰度值来表示),显著高于其他各组,平均值为180.189;第4组次之,平均值为157.483:而第1组检测平均值为110.73,第2组检测平均值为116.339;第3组检测平均值为120.803。
(5)第5组攻毒保护效果最好,以30只鸡攻毒,发病和死亡鸡数均为1只;第4组次之,发病和死亡鸡数分别为5只和2只;而第1组发病和死亡鸡数分别为0只和30只,第2组发病和死亡鸡数分别为7只和5只;第3组发病和死亡鸡数分别为6只和3只。
以上结果显示:pBCX-△G融合蛋白起到了明显的免疫增强效果,并且高剂量添加组的效果更明显。
本研究通过基因重组技术,将封闭带毒素C末端15Ku片段在大肠杆菌中表达,并获得纯化蛋白。以纯化的AG蛋白作为粘膜免疫佐剂与禽流感H5N1亚型的血凝素HA的HA1蛋白联合免疫,实验结果证实封闭带毒素C末端15Ku片段可以通过滴鼻免疫方式发挥粘膜免疫佐剂效应,增强禽流感基因工程苗的免疫原性,起到很好的免疫保护效果,从而为ZOT的应用奠定了基础。