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近年来，随着人们生活质量的提高和老龄化程度的加深，越来越多的人开始关注口腔卫生。龋齿的发病率仅次于流感。轻度的龋齿影响咀嚼功能，重度龋齿可以引起根尖周病、牙髓病、颌骨炎症等并发症，严重影响人类全身健康和生存质量。由于我国人口众多、医疗资源有限，研制易于普及的龋病疫苗以防治龋病、降低龋病发病率对于保障国民健康显得尤为重要。变形链球菌（S. mutants）是公认的主要致龋因素之一，wapA蛋白是变形链球菌的表面蛋白，参与变形链球菌在宿主牙齿上的聚集粘附和菌斑形成。本文第一部分把变形链球菌UA159的编码wapA蛋白的全长基因序列重组到真核表达载体pVAX1上构建抗龋DNA疫苗pVAX1-wapA，建立其原核大肠杆菌（E.coli）表达系统。通过酶切与测序比对鉴定，构建的质粒序列正确，无移码，突变，碱基缺失等现象。并提取纯化了大量的pVAX1-wapA以用于后续的处方设计和体内外评价实验。本文第二部分构建了wapA蛋白的原核大肠杆菌表达系统，对时间，温度以及IPTG浓度等表达条件进行优化，结果显示最佳诱导表达条件是0.1mM IPTG，37℃，5h。通过亲和凝胶过滤的层析方法纯化得到了5.2mg，纯度为90%的wapA重组蛋白。本文第三部分实验以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（TMAEMC）修饰壳聚糖（CS），通过自由基聚合反应合成了水溶性良好的季铵化壳聚糖(CSTM)。通过1H-NMR和FT-IR对其结构进行了确证。合成的季铵化壳聚糖季铵化程度为52%。建立了质粒定量的荧光分光光度法，最佳发射波长464nm，最佳激发波长350nm，狭缝宽度5nm，质粒浓度0.07-1.75μg/ml范围内线性良好，回收率在97.6-99.9%，精密度高。并以壳聚糖及其衍生物季铵化壳聚糖为载体材料制备空白纳米粒，对纳米粒形成的关键因素：壳聚糖溶液浓度，pH值，N/P，TPP浓度，以纳米粒的粒径和zeta电位为指标进行考察。基于上述结论，对包载DNA的壳聚糖纳米粒的处方条件进行优化，最终确定处方条件为：CS溶液浓度为0.25mg/ml，缓冲体系pH为5.5，TPP浓度溶液0.02mM，pVAX1-wapA150ng/μl。CSTM溶液浓度为5mg/ml，缓冲体系pH为5.0，TPP浓度溶液0.02mM，pVAX1-wapA300ng/μl。制备了包载DNA疫苗粒径均一，形态圆整的纳米粒。CSTM纳米粒粒径为222.5nm，Zeta电位为19.6mV，包封率为87.66%，载药量为4.96%。制备的CS纳米粒粒径为219.2nm，Zeta电位为24.7mV，包封率为91.24%，载药量为34.22%。在此基础上，本文第四部分实验使用包载质粒的纳米粒进行细胞转染，通过Realtime-PCR检测细胞对质粒编码wapA基因的转录表达水平。结果显示裸质粒pVAX1-wapA直接转染的细胞几乎检测不到wapA基因的mRNA转录。以与lipo2000共转染的pVAX1-wapA的转录水平为1，季铵化壳聚糖纳米粒包载的pVAX1-wapA转染细胞后wapA基因的mRNA水平为0.87，是壳聚糖的纳米粒包载的pVAX1-wapA转录水平的3.18倍。体外细胞转染结果表明，壳聚糖纳米粒和季铵化壳聚糖纳米粒均可以促进pVAX1-wapA进入细胞，并成功被转录。而裸质粒几乎无法进入细胞进行正常的转录翻译。本文第五部分实验首先使用前期构建的DNA疫苗和给药系统免疫正常小鼠，采用ELISA检测小鼠的唾液IgA和血清IgG水平。结果发现，DNA疫苗通过肌注途径可以成功激发小鼠免疫系统，产生IgG抗体水平的升高，证明了构建的重组质粒pVAX1-wapA具有免疫原性。并且壳聚糖纳米粒递送系统可以提高疫苗肌注的免疫原性，但肌注免疫途径并不能诱导粘膜免疫，实验结果没有观察到IgA抗体水平的显著升高。建立了ELISA法用于测定抗wapA蛋白特异性IgG和IgA抗体，方法批内和批间的变异系数均小于10%，重现性好。为了进一步证实我们构建的DNA疫苗的抗龋效果和能否有效激发粘膜免疫，采用致龋菌定植和致龋饲料建立定菌大鼠龋齿模型，增加了鼻腔免疫途径，对前期构建的新型抗龋齿疫苗对龋齿的预防和治疗作用进行评价。动物模型龋损评分结果显示，鼻腔免疫DNA疫苗纳米粒组龋损程度最低，该组的唾液IgA和血清IgG抗体水平也显著提高。肌注DNA疫苗和包载DNA疫苗的纳米粒组龋损也有降低，但评分都要高于包载DNA疫苗的纳米粒的鼻腔免疫组，肌注DNA疫苗和包载DNA疫苗虽然引起了高水平的血清IgG，但引起的唾液IgA水平都要低于鼻腔免疫组。本部分结果说明季铵化壳聚糖纳米粒具有良好的鼻腔免疫效果，适合作为鼻腔免疫的载体。综上所述，本文针对一种新的抗龋抗原wapA，构建了一种全新的重组质粒pVAX1-wapA用于防龋，并揭示wapA蛋白可以作为一个抗龋靶点。利用壳聚糖纳米粒无毒、安全、有效的穿细胞能力，提高了DNA疫苗的免疫效率。利用壳聚糖可促进DNA粘膜粘附和吸收，同时具有免疫佐剂的作用。针对龋齿疫苗采用鼻腔接种，提高DNA疫苗黏膜免疫效果，相比于肌注免疫显示更强的抗龋活性。包载pVAX1-wapA的CSTM纳米粒作为鼻腔免疫疫苗具有高效、安全的特点，显示出良好的应用潜力。