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口蹄疫(Foot-and-mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起牛、羊、猪等偶蹄动物的一种烈性接触性传染病,发病率极高,传播速度极快,尤其在猪群中能引起大范围流行,造成严重的经济损失。FMD的结构蛋白P1,包含FMDV主要抗原位点,能被3C蛋白酶裂解后自我组装成核衣壳,诱导机体产生类似于全病毒的抗病毒免疫反应。本实验的研究目的是制各携带FMDV3C、P1、P1-2A、L-P1和L-2A基因的复制缺陷性重组腺病毒,转染AD-293细胞后,具有感染能力的复制缺陷性重组腺病毒pAd-3C分别与pAd-P1、pAd-P1-2A、pAd-L-P1、pAd-L-2A共感染Vero细胞,检测3C蛋白酶是否裂解结构蛋白P1,探索是否自我组装成病毒空衣壳,为FMD基因工程疫苗的研究奠定基础。
表达FMDV GD株3C、P1、P1-2A、L-P1和L-2A基因的腺病毒载体的构建:分别将FMDV GD株的3C、P1、P1-2A、L-P1和L-2A基因定向克隆到穿梭载体pShuttle-CMV中,得到五株重组穿梭质粒pSh-3C、pSh-P1、pSh-P1-2A、pSh-L-P1、pSh-L-2A。序列测定结果证实目的基因的读码框正确并且已按正确方向连接进入穿梭质粒中。将此五株重组穿梭质粒分别用限制性内切酶Pme I进行线性化后,转化BJ5183感受态细胞,筛选出了pAdeno-3C、pAdeno-P1、pAdeno-P1-2A、pAdeno-L-Pl、pAdeno-L-2A五株重组腺病毒质粒。分别将其转化XL-10 GOLD感受态细胞提高质粒拷贝数,然后大量抽提重组质粒,经Pac I线性化后在脂质体介导下转染AD-293细胞。密切观察细胞状态,待细胞出现病变后,收集具有感染能力的复制缺陷性重组腺病毒pAd-3C分别与pAd-Pl、pAd-P1-2A、pAd-L-P1、pAd-L-2A共感染Vero细胞。
通过Western-Blotting实验表明3C蛋白酶未成功切割P1、L-P1基因,说明3C蛋白酶必须和2A基因一起才能切割结构基因P1,这与2A和3C蛋白酶对于P1多聚蛋白形成VP1、VP3和VP0是必需的的实验报道相一致,另外3C蛋白酶成功切割P1-2A、L-2A基因,产生VP1结构蛋白,推测自我组装成病毒空衣壳。小鼠免疫实验显示,共感染Vero细胞所得的病毒上清液能够刺激小鼠产生一定的抗体,为口蹄疫新型疫苗的研究奠定了基础。