埃博拉病毒截短型糖蛋白GPdmucin的表达与纯化

目的:确定黏蛋白区缺失的埃博拉病毒包膜糖蛋白(GPdmucin)的最佳表达系统,并获得纯化的GPdmucin。方法:从埃博拉病毒的包膜糖蛋白(GP)全长基因上扩增GPdmucin序列,构建至pET32a、pFast Bac1和pcDNA3.4三种不同表达系统的质粒中,分别在原核、昆虫和哺乳动物表达系统中进行表达,并用特异抗体鉴定表达情况。结果:原核系统表达的GPdmucin不稳定,活性差;在昆虫表达系统中,GPdmucin在细胞内以不溶形式表达;利用Expi293瞬时蛋白表达系统,GPdmucin在哺乳动物细胞中可溶性表达,Ni柱亲和层析获得的目的蛋白纯度达90%以上,且与特异抗体具有很好的结合活性。结论:获得哺乳动物细胞表达系统表达的GPdmucin蛋白,将用于GPcl的制备、GP抗体筛选、疫苗效果评价及病毒致病机理的研究。

应用噬菌体随机肽库技术筛选鼠疫耶尔森菌F1抗原中和性表位

目的:筛选鼠疫耶尔森菌F1抗原的中和性表位,构建基于鞭毛蛋白佐剂的重组表位疫苗。方法:利用鼠疫菌F1抗原的中和抗体F2H5筛选噬菌体随机12肽库,对得到的阳性克隆采用ELISA进行特异性鉴定,采用竞争抑制ELISA确定具有竞争性的噬菌体单克隆并对其DNA测序,重组表达并纯化获得肽序列与截短型鞭毛蛋白Fli Cdel的融合蛋白,并通过Western印迹和ELISA鉴定重组蛋白与F2H5的结合。结果:获得了2株能够与F1抗原竞争结合F2H5的噬菌体单克隆12-1和12-14,其中12-14的竞争能力较强;通过序列比对,并没有发现这2株噬菌体克隆的插入肽序列与F1抗原序列存在一致性,但这2个插入肽序列与Fli Cdel的重组蛋白在Western印迹和ELISA结果中均显示出能够被抗F1的单克隆抗体识别。结论:F1中和性抗体筛选出的肽序列与截短的鞭毛蛋白融合表达后能够被F2H5特异性识别,为进一步对重组表位抗原进行免疫保护评价奠定了基础。

尼帕病毒融合蛋白的真核表达及其特异性血清的制备

目的:用真核细胞表达可溶性尼帕病毒融合蛋白(sF),通过免疫小鼠获得抗F蛋白的特异性血清。方法:设计构建重组质粒pcDNA-sF,在哺乳动物表达系统中进行表达,通过Strep柱亲和层析纯化目的蛋白,Western印迹检测目的蛋白,免疫小鼠后制备抗F蛋白的特异性血清,并通过ELISA鉴定抗血清的结合活性。结果:尼帕病毒F蛋白在哺乳动物细胞中获得可溶性表达,纯化得到的目的蛋白大小正确,胰蛋白酶切鉴定其具有与天然蛋白相似的切割产物;制备的抗血清能特异性结合目的蛋白。结论:获得了可溶性尼帕病毒融合蛋白及高效价抗F蛋白的特异性血清,可用于尼帕病毒疫苗评价、特异性抗体筛选等相关研究。

重组炭疽疫苗免疫人体产生抗体基因的生物信息学分析

目的:采用多种生物信息学手段,提取并分析前期获得的重组炭疽疫苗免疫人体产生的抗体基因序列的特征信息,探究与抗体进化规律和功能预测相关的线索。方法:利用R、Perl等语言编写了一系列数据处理和接口程序,整合集成Change-O等相关程序集和R语言包构建抗体基因序列分析平台,对抗体重链基因的VDJ基因使用频率、聚类分布、CDR3区理化特性及体细胞高频突变模式进行信息提取,并通过在线服务器得到部分数据可视化结果。结果:前期获得的抗体基因序列中IGHV3、IGHD3和IGHJ4的使用频率最高,而IGHV3和IGHD5、IGHD6和IGHJ4、IGHV3和IGHJ4的组合是序列中出现频率最高的组合方式;23.3%的保护性抗原(PA)结合抗体都出现在同一个抗体聚类(239号克隆组)中;中和抗体HCDR3区较其他抗体对于碱性和酸性氨基酸使用频率较低,偏向于使用疏水性氨基酸;抗体的体细胞高频突变多发生在AAAAC、GTTAA、AGCTC、AAGTA等热点motif。结论:相关生物信息学手段能够有效处理和分析大量的抗体基因序列,研究结果和方法可为重组疫苗评价以及抗体鉴定和改造提供信息和方法学帮助。

马尔堡病毒糖蛋白GP1亚基的真核表达与纯化

目的:用真核表达系统可溶性表达重组马尔堡病毒糖蛋白GP1亚基并纯化。方法:从糖蛋白(GP)全长基因上扩增GP1基因序列,克隆至真核表达载体pcDNA3.4,在哺乳动物表达系统中进行表达,镍柱亲和层析纯化目的蛋白,ELISA检测重组蛋白与特异抗体的免疫反应性。结果:GP1在哺乳动物表达系统中获得可溶性表达,纯化得到的目的蛋白与特异抗体具有良好的结合活性,推测其构象与天然马尔堡病毒GP1具有相似性。结论:真核表达了马尔堡病毒糖蛋白GP1亚基,且目的蛋白具有良好的抗原性,可用于GP特异抗体筛选、疫苗效果评价等研究。

单个B细胞抗体制备技术及应用

单克隆抗体是现代生命科学研究的重要工具,为许多领域的发展作出了不可估量的贡献。随着PCR技术和单克隆抗体技术的发展和成熟,单个B细胞抗体制备技术迅速兴起。该技术能够对单个的抗原特异性B细胞进行抗体基因的体外克隆和表达,保证了轻重链可变区的天然配对,相较于传统的抗体制备技术具有效率高、全人源、基因多样性更丰富等优势。单个B细胞抗体制备技术已成为制备全人抗体的热门方法,同时也促进了包括抗体发生成熟、疫苗保护机制、疫苗开发、肿瘤及自身免疫疾病等免疫学相关研究。文中就单个B细胞抗体制备技术的过程及应用作简要综述。

利用转基因小鼠筛选全人源炭疽致死因子中和抗体

炭疽是由炭疽芽孢杆菌引起的严重威胁人类健康的传染病。炭疽毒素包括3种蛋白质成分:保护性抗原(PA)、致死因子(LF)和水肿因子(EF)。PA与LF形成致死毒素(LT),与EF形成水肿毒素(ET)。由于致死毒素(LT)在感染者损伤及死亡中发挥主要作用,因此在炭疽感染晚期单纯使用抗生素治疗难以发挥疗效,治疗性中和抗体成为目前最有效的炭疽治疗药物。目前国外获得的炭疽毒素抗体多为炭疽PA抗体,美国FDA已批准瑞西巴库(人源PA单抗)用于吸入性炭疽的治疗。一旦炭疽芽孢杆菌被人为改构或PA中和表位发生突变,针对PA单一表位的抗体将可能失效,因此针对LF的抗体将成为炭疽治疗的有效补充。目前国外已有的LF抗体多为鼠源抗体和嵌合抗体,而全人源抗体可以避免鼠源抗体免疫原性高等缺点。本研究首先用LF抗原免疫人抗体转基因小鼠,利用流式细胞仪从小鼠脾淋巴细胞中分选抗原特异的记忆B细胞,通过单细胞PCR方法快速获得两株具有结合活性的抗LF单抗1D7和2B9。瞬时转染Expi 293F细胞制备抗体,通过毒素中和实验(TNA)发现1D7和2B9在细胞模型中均显示较好的中和活性,并且与PA单抗联合使用时,表现出较好的协同作用。总之,本文利用转基因小鼠、流式分选技术和单细胞PCR技术的优势,快速筛选到全人源LF抗体,为快速筛选全人源单克隆抗体开辟了新的思路与方法。

利用回归模型筛选出近天然的抗原-抗体对接模拟结构

在抗原-抗体分子对接模拟所生成的大量计算生成构象中筛选出近天然结构,即接近真实情况的抗原-抗体结合模式。借鉴QSAR原理,定义抗原-抗体接触面描述符并利用Discovery Studio 4.5软件平台计算出各对接模拟构象的接触面描述符和能量参数。构造训练集数据进行回归分析,建立预测对接模拟构象是否是近天然结构的数学模型。通过测试集和实际应用情况检验该数学模型。通过回归分析所建立的数学模型能够在成百上千的抗原-抗体对接模拟构象中有效筛选出其中的近天然结构,在测试集验证和4G7抗体结合模式预测应用中具有良好的表现,验证了该数学模型的有效性和实用性。经验性的抗原-抗体接触面特征如氢键密度、氨基酸对偏好性指数等以及能量参数能够共同有效表征近天然结构,所建立的数学模型有效增强了通过分子对接预测抗原-抗体结合模式的可行性。