利用酵母双杂交技术筛选与新孢子虫NcSRS2蛋白相互作用的宿主蛋白

【目的】筛选与鉴定与新孢子虫NcSRS2蛋白相互作用的Vero细胞蛋白。【方法】从Nc1株犬新孢子虫速殖子中提取DNA作为模板,PCR扩增NcSRS2基因,克隆于pGBKT7表达载体,构建诱饵载体pGBKT7-NcSRS2,转化入Y2H酵母感受态细胞,进行自激活活性验证和细胞毒性检测。利用酵母双杂交技术,以转化诱饵载体pGBKT7-NcSRS2的Y2H酵母菌株与Vero细胞cDNA文库进行酵母双杂交,筛选与NcSRS2蛋白相互作用的宿主蛋白,对阳性克隆进行测序,并用BLAST分析,筛选出与NcSRS2存在相互作用的Vero细胞蛋白质。【结果】诱饵载体pGBKT7-NcSRS2无自激活活性和细胞毒性,可用于文库筛选。运用酵母双杂交系统,筛选出2个与NcSRS2相互作用的Vero细胞成分,分别是NADH dehydrogenase subunit 1和STMN2。【结论】本研究首次运用酵母双杂交技术筛选出与新孢子虫NcSRS2相互作用的Vero细胞蛋白质,为进一步研究犬新孢子虫NcSRS2参与黏附及入侵宿主细胞的机制奠定基础。

奶牛新孢子虫重组蛋白NcSRS2t间接ELISA方法的建立及初步应用

以纯化的犬新孢子虫(Neospora caninum)重组蛋白NcSRS2t为抗原包被酶标板,通过对间接ELISA各反应条件的优化,确定了最佳反应条件。采用已建立的间接ELISA反应条件,对218份阴性血清的检测结果进行统计学分析,确定了间接ELISA的判定标准,即OD450nm值大于等于0.32为阳性,小于0.32为阴性。应用建立的间接ELISA方法对128份阴性血清和50份阳性血清(经IDEXX公司新孢子虫抗体检测试剂盒证实)进行检测,结果表明,间接ELISA方法的特异性为93.0%,敏感性为90.0%。采用本试验建立的新孢子虫间接ELISA诊断方法对黑龙江省克山、海林、双城、甘南、克东、富裕、牡丹江、大庆等8个县(市)奶牛场的540份奶牛血清进行了检测。结果表明,被检的540份奶牛血清样本中奶牛新孢子虫的抗体阳性率为13.33%。该间接ELISA诊断方法的建立及初步应用为新孢子虫病诊断试剂盒的研制和新孢子虫病的预防研究奠定了基础。

表达牛源犬新孢子虫NcSRS2基因重组腺病毒的构建及免疫原性分析

为构建牛源犬新孢子虫NcSRS2基因重组腺病毒,并分析其免疫原性,PCR扩增牛源犬新孢子虫Nc-SRS2基因,构建克隆质粒pMD18-T-NcSRS2、重组腺病毒穿梭质粒pCR259-NcSRS2及表达质粒Transpose-Ad-NcSRS2,脂质体介导转染QBI-HEK293细胞,包装重组腺病毒Ad5-NcSRS2,PCR检测重组腺病毒NcSRS2基因,IFAT和Western blotting检测NcSRS2基因在QBI-HEK293细胞中的表达,测定病毒滴度后,收集病毒液免疫BALB/c小鼠,间接ELISA检测小鼠血清IgG抗体水平。结果显示,扩增的牛源犬新孢子虫NcSRS2基因大小为1 227bp,与GenBank中发表的NcSRS2(AF061249)核苷酸序列相似性为99%;重组腺病毒Ad5-NcSRS2在293细胞中包装成功,表达蛋白的相对分子质量为43ku,具有较好的反应原性;测得重组腺病毒Ad5-NcSRS2滴度为109 TCID50.mL-1,间接ELISA检测二免后3周BALB/c小鼠血清中IgG抗体效价达1∶2 048。本研究成功构建了具有良好免疫原性的重组腺病毒Ad5-NcSRS2,为牛源犬新孢子虫NcSRS2基因重组腺病毒载体疫苗的研制奠定了基础。

新孢子虫NcSRS2和NcSAG1重组蛋白免疫小鼠诱导的免疫应答

为了研究新孢子虫NcSRS2和NcSAG1重组蛋白对动物的免疫效果,利用重组表达的NcSRS2和NcSAG1蛋白与弗氏佐剂混匀后免疫BALB/c小鼠,检测小鼠抗新孢子虫抗体水平和血清中IL-4和IFN-γ含量。结果表明,免疫后的BALB/c小鼠IgG、IgG2a和IFN-γ抗体表达水平升高,IgG1抗体和IL-4表达水平也升高,表明NcSRS2和NcSAG1重组蛋白可激发机体产生Th1型和Th2型免疫反应,且NcSRS2重组蛋白的免疫增强效果与NcSAG1重组蛋白免疫组的差异具有显著统计学意义(P<0.05)。本研究结果为研制高效安全的抗新孢子虫的新型疫苗提供了参考。

犬新孢子虫NcSRS2基因真核表达质粒的构建

根据犬新孢子虫NcSRS2基因序列,设计了1对含有Kozak序列、PstⅠ和XbaⅠ酶切位点的引物,以含有NcSRS2基因的质粒P43为模板,经PCR扩增获得NcSRS2ORF基因片段,用PstⅠ和XbaⅠ双酶切该片段,回收得到含有以上2个酶切位点黏端的NcSR2ORF基因,将此基因片段克隆至相同酶切回收后的pcDNA3.1(+)真核表达载体中,获得重组质粒pcNCSRS2。经PCR鉴定、限制性内切酶分析和克隆片段序列测定、比较,证实了重组质粒的正确性。

犬新孢子虫NcSRS2基因片段的克隆及原核表达

以含有犬新孢子虫NcSRS2基因的质粒pMD18-NcSRS2为模板,应用PCR方法扩增Nc-SRS2基因,将该基因片段克隆至原核表达载体pGEX-4T-2,构建了重组表达质粒pGEX-Nc-SRS2,转化大肠杆菌BL21中并诱导表达。结果显示,克隆的基因片段长1100bp,SDS-PAGE、Western blotting分析显示,重组质粒pGEX-NcSRS2在大肠杆菌中得到了高效表达。

犬新孢子虫NcSRS2基因原核表达质粒的构建

根据已发表的犬新孢子虫NcSRS2基因序列,设计1对含有EcoRⅠ和NotⅠ酶切位点的引物。以提取犬新孢子虫虫体基因组DNA为模板,应用PCR扩增获得NcSRS2 ORF基因片段,将此基因片段克隆到pMD18-T Simple载体上,用EcoRⅠ和NotⅠ双酶切该片段,回收得到含有两个酶切位点黏端的Nc-SRS2 ORF基因,将此基因片段克隆至相同酶切回收后的PGEM-4T-2原核表达载体中,获得重组质粒pGEX-NcSRS2,经PCR鉴定,限制性内切酶分析和克隆片段序列测定比较,证实了重组质粒的正确性。

新孢子虫NcSRS2基因的亚克隆和表达

本研究根据NcSRS2基因序列设计合成一对引物,将上、下游引物分别引入EcoRI,XhoI酶切位点,用PCR技术从pGEX-NcSRS2重组质粒扩增截去N端疏水氨基酸序列NcSRS2的基因片段(以下称dNcSRS2),插入到pGEX-6p-1质粒的多克隆位点,转化大肠杆菌BL21感受态细胞,于氨苄阳性LB培养平板上筛选阳性克隆,酶切及PCR鉴定;经IPTG诱导在E.coli中表达,用SDS-PAGE和免疫印迹分析表达产物并纯化。结果表明,新孢子虫dNcSRS2基因体外扩增产物与预期值相符,约1041bp;所构建pGEX-dNcSRS2重组质粒经双酶切与PCR鉴定,与预期结果一致;SDS-PAGE和免疫印迹显示,表达融合蛋白的分子量约为62.6kD,表达效率为32.3%,该蛋白具有特异的免疫反应性,为新孢子虫病诊断试剂盒的研制和疫苗的研制奠定了基础。

犬新孢子虫新疆Nc-1株NcSRS2基因的克隆及原核表达

根据GenBank中犬新孢子虫NcSRS2基因序列设计了1对引物,从新孢子虫病阳性牛血液中提取总DNA,经PCR扩增NcSRS2基因,将其插入原核表达质粒pGEX-4T-2中,重组质粒pGEX-4T-NcSRS2经测序确定后,转入表达菌株BL21,优化其表达条件,并探讨了GST-NcSRS2蛋白的生物活性。结果显示,在37℃条件下,经终浓度为0.5mmol/L的IPTG诱导表达4h后,获得融合蛋白。Western-blot分析表明该融合蛋白可与相应抗体发生特异性结合,rELISA检测与弓形虫和布鲁氏菌阳性血清无交叉反应。

牛新孢子虫NcSRS2基因腺病毒穿梭载体的构建及在293细胞中的表达

应用PCR技术扩增牛新孢子虫NcSRS2基因,纯化PCR产物后与克隆载体pMD18-T Simple Vector连接,将PCR、酶切鉴定及测序分析正确的pMD-18T-NcSRS2重组质粒进行EcoRⅠ和XbaⅠ双酶切,克隆至相同酶切回收后的腺病毒穿梭载体pCR259中,再将PCR、酶切鉴定正确的pCR259-NcSRS2重组质粒转染293细胞,应用IF-AT和Western-blotting技术检测重组质粒在293细胞中的表达情况。结果显示,扩增的牛新孢子虫NcSRS2基因长度为1 227bp,与GenBank中发表的NcSRS2(AF061249)核苷酸序列同源性为99%,构建的pCR259-NcSRS2重组质粒在293细胞中得到瞬时表达,表达蛋白的相对分子质量为43 000,具有较好的反应原性。本试验为新孢子虫病腺病毒载体疫苗的构建奠定了基础。

新孢子虫NcSAG1与NcSRS2基因的原核表达与纯化

PCR扩增新孢子虫NcSAG1与NcSRS2基因,将其构建至原核表达载体pET28a(+),转化大肠杆菌BL-21菌株。对重组表达质粒pET28a/SRS2与pET28a/SAG1IPTG的诱导浓度和诱导温度等条件进行了摸索,确定蛋白最佳诱导时间分别为5、3h,IPTG浓度均为0.8 mmol/L。经组氨酸标记Ni 2+柱纯化后获得的蛋白纯度均大于93.5%,蛋白质量浓度分别为1.23、1.1g/L。经Western blotting检测证明表达的蛋白具有较好的特异性。用纯化后pET28a/SRS2、pET28a/SAG1和二者等量混合物包被酶标板,经ELISA检测表明,表达的蛋白具有较强免疫活性,2种蛋白等量混合物包被酶标板与各蛋白单独包被酶标板检测比较,并未见D值升高。

犬新孢子虫NcSRS2重组蛋白的实验室保存及其应用

为了探究犬新孢子虫NcSRS2表面抗原不同阶段的检测特性和菌株的保存期,根据已纯化的抗原和保存的菌株进行包被检测和蛋白纯化,将扩培纯化后得到的蛋白NcSRS2与课题组前期每年纯化保存的抗原进行对比检测,对菌株的要求和抗原各方面表达的条件进行筛选、使其标准化后,筛选出了最佳工作浓度的抗原。结果表明:菌株和蛋白与30%的甘油按一定比例保存在-20℃的时间为2年。将同批次的抗原应用于临床样品的检测,初次较系统地掌握了该病在巴州大部分地区流行的情况,其新孢子虫病总感染率为15.36%。本次保存期的探究不仅节约了反复纯化造成的浪费,而且保证了蛋白后续试验交接过程中不会造成蛋白的流失和大幅度的降解。

牛源犬新孢子虫NcSRS2-NcGRA7融合基因的克隆与生物信息学分析

为了解牛源犬新孢子虫NcSRS2-NcGRA7融合基因的生物学特性,本试验提取牛源犬新孢子虫基因组DNA,应用PCR技术扩增犬新孢子虫表面蛋白基因NcSRS2和致密颗粒蛋白基因NcGRA7,SOE-PCR技术拼接NcSRS2和NcGRA7基因,构建NcSRS2-NcGRA7融合基因重组克隆质粒,并进行PCR鉴定、双酶切鉴定及生物信息学分析。结果,NcSRS2基因扩增片段大小为1 061 bp,NcGRA7基因扩增片段大小为364 bp,NcSRS2-NcGRA7融合基因扩增片段大小为1 482 bp;获得重组克隆质粒pMD18-NcSRS2-NcGRA7经PCR鉴定、双酶切鉴定正确;测序分析表明,与Gen-Bank中已发表的美国株犬新孢子虫(AF061249、AF176649)核苷酸序列同源性为99%;经DNAman等软件分析,预测NcSRS2-NcGRA7融合蛋白抗原指数较高,融合蛋白二级结构以α-螺旋和β-折叠为主,三级结构中2种蛋白独立折叠,并借助Linker互相连接,功能互不影响。本试验为牛源犬新孢子虫NcSRS2-NcGRA7融合蛋白的免疫学研究奠定了基础。

牛新孢子虫NcSRS2基因真核重组质粒的构建及鉴定

为了解牛新孢子虫NcSRS2基因的生物学特性,试验扩增牛新孢子虫NcSRS2基因,亚克隆至pMD18-T载体后进行PCR鉴定、酶切鉴定及测序分析,最后克隆至pVAXⅠ真核表达载体中,并进行PCR鉴定和酶切鉴定。结果表明:牛新孢子虫NcSRS2基因长度为1 227 bp,与GenBank中发表的NcSRS2(AF061249)核苷酸序列同源性为99%;构建的真核重组质粒pVAXⅠ-NcSRS2正确。

用重组抗原与商品化试剂盒对比检测牦牛的新孢子虫与弓形虫感染

用纯化的特异性重组抗原NcSRS2和TgSAG2作为包被抗原,经rELISA方法和商品化试剂盒,对采自新疆部分山区牦牛血清样品分别进行了新孢子虫和弓形虫抗体检测。rELISA检测结果显示,新孢子虫阳性率为5.4%(16/192),弓形虫阳性率为1.7%(5/192),与IDEXX公司新孢子虫试剂盒和北京永辉公司试剂盒符合率分别为98.9%、100%,未发现交叉感染的样品。表明建立的rELISA方法特异性好、重复性良好。

新孢子虫SAG1-SRS2融合基因真核表达质粒的构建及表达

根据犬新孢子虫NcSAG1-NcSRS2融合基因序列,设计了1对含有Kozak序列、终止密码子、BamHⅠ和XhoⅠ酶切位点的引物,以含有NcSAG1-NcSRS2融合基因的质粒pGEX-tNcP43-P36为模板,经PCR扩增获得NcSAG1-NcSRS2融合基因片段,用BamHⅠ和XhoⅠ双酶切该片段,回收得到含有以上2个酶切位点黏端的NcSAG1-NcSRS2融合基因,将此基因片段克隆至相同酶切回收后的pcDNA3.1(+)真核表达载体中,获得重组质粒pcNCSAG1-SRS2。经PCR鉴定、限制性内切酶酶切分析和克隆片段序列测定、比较,证实了重组质粒的正确性。将构建好的真核表达质粒转染到COS-7细胞中进行瞬时表达,经免疫荧光检测,证实了该载体能在细胞内进行蛋白表达。