猪干扰素-α基因的克隆及其植物表达载体的构建

目的:克隆与分析猪干扰素-α(INF-α)基因,构建猪干扰素基因的高效植物表达载体。方法:根据NCBI中DQ248997序列设计引物,以猪的总DNA为模板,PCR扩增出猪的INF-α基因,克隆至pBS-T载体后进行序列分析,构建猪干扰素基因的植物表达载体。结果:实验所克隆序列经Blastn比对,98%的核酸序列相同,98%的蛋白质序列相同,3个非功能性氨基酸与基因库中序列不一致,推测为猪INF-α的一个亚型。构建的2个植物表达载体经BamHⅠ/SacⅠ限制性内切酶消化,均可得到570bp的目的基因。结论:成功克隆了猪的INF-α基因,并构建出含猪INF-α基因的高效植物表达载体pBI121/INF和pCAMBIA1301/INF。

毕赤酵母表达猪干扰素-γ基因及其抑制蓝耳病病毒效果

为了研究和应用猪重组干扰素 γ(rPoIFN γ)预防和治疗病毒性疫病 ,将大白猪PoIFN γ基因插入到酵母整合载体pHIL S1、构建了重组GS115工程菌 (pHIL S1 rPoIFN γ)。经过SDS PAGE、Westernblot分析和抗滤泡性口炎病毒 (VSV)活性测定 ,证实rPoIFN γ分子量为 18kD ,在GS115中的表达量为 18% ;其抗VSV活性为 45 0～ 5 40u mL。用rPoIFN γ处理猪肺巨噬细胞系Marc 145后 ,经细胞病变抑制法 (CPE5 0 )测定 ,rPoIFN γ可以抵抗蓝耳病病毒 (PRRSV)感染。结果显示酵母表达的rPoIFN

猪干扰素-γ的研究进展

干扰素-γ(Interferon-gamma,IFN-γ)是在特定的诱生剂作用下,由机体自身产生的一种维持机体自我稳定的防御性物质,是一种具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的细胞因子,主要由活化的T细胞和NK细胞产生。由于其免疫调节、抗病毒和抗肿瘤的独特作用,在动物传染性疾病的预防和治疗中具有广阔的应用前景。对猪干扰素-γ产生、分子结构、检测、生物学活性及作用机制以及应用等方面做以下简要综述。

猪γ-干扰素在毕赤酵母中的分泌表达及其抗病毒作用

为了获得高效分泌表达重组猪γ-干扰素(rPoIFNγ) ,将去除信号肽的编码梅山猪γ-干扰素成熟蛋白基因(mPoIFNγ)插入酵母-大肠杆菌穿梭载体pPIC 9K中,构建成分泌型重组表达载体pPIC 9K-mPoIFNγ。将线性化的pPIC9K-mPoIFNγ以化学方法(LiCl)转化入毕赤酵母菌株GS115(组氨酸缺陷型) ,转化子经MD平板筛选和PCR分析鉴定后,以G418(4 g/L)筛选到多拷贝菌株。SDS-PAGE和Western-blot检测结果表明,所获得的重组子能够分泌表达出17 000和23 000左右的mPoIFNγ特异蛋白,其表达量约为120 mg/L,占分泌型总蛋白的65 %;细胞病变抑制法(CPE50)测定干扰素生物活性,结果表明rPolIFNγ具有较高的抗病毒生物活性,在MDBK中的抗VSV比活性为1.67×106U/mg。

猪α-干扰素在毕赤酵母中的分泌表达及其生物活性测定

利用基因工程技术,将编码梅山猪α-干扰素成熟蛋白基因(mPoIFNα,501 bp)亚克隆到含分泌信号肽序列的毕赤酵母表达载体pPIC9K中,构建成分泌型重组表达载体pPIC9K-mPoIFNα。用化学方法(LiCl)将线性化的mPoIFNα与ssDNA共转化入毕赤酵母菌株GS115,转化子经MD平板筛选和PCR鉴定后,得到的阳性菌株再以高浓度的G418筛选多拷贝重组子。该高拷贝菌株经1%甲醇连续诱导4 d,表达产物经SDS-PAGE和Western-blot检测,结果表明在毕赤酵母中猪α-干扰素获得分泌型表达,表达产物约为20 000,在GS115中的表达量约为40mg/L,占GS115表达的可分泌型总蛋白的40.1%。对表达产物进行理化分析发现,重组酵母菌表达的蛋白耐酸(pH2),对热(56℃)部分敏感,并能被特异性抗猪α-干扰素抗体中和而不与抗猪γ-干扰素抗体反应。细胞病变抑制法(CPE50)测定干扰素生物活性,试验结果表明rPolIFNα具有较高的抗病毒生物活性,在MDBK中的抗VSV比活性为8.0×106U/mg。

猪β-干扰素在毕赤酵母中的分泌表达及其活性

为了高效表达分泌型的猪β-干扰素,将去除信号肽的编码梅山猪β-干扰素成熟多肽基因（mPoIFNβ）插入酵母-大肠杆菌穿梭载体pPIC9K,构建成分泌型重组表达载体pPIC9K-mPoIFNβ。将以SalⅠ线性化的pPIC9K-mPoIFNβ用化学方法（LiCl）,与鲑鱼精DNA（ssDNA）共转化入毕赤酵母菌株GS115,转化子经MD平板筛选和PCR鉴定后获得阳性菌株,再经高浓度G418筛选到多拷贝菌株。以1%甲醇连续诱导4 d,SDS-PAGE和Western blot检测结果表明：表达产物为22 ku和26 ku的混合物,在GS115中的表达量约为80 mg/L,占分泌型总蛋白的29.4%-30.8%,表明猪β-干扰素基因在毕赤酵母中获得了高效分泌表达。对表达产物进行理化分析发现,重组酵母菌表达的蛋白耐酸（pH2）,对热（56℃）部分敏感,并能被特异性的抗猪β-干扰素抗体中和而不与抗猪γ-干扰素抗体反应。以细胞病变抑制法（CPE50）测定干扰素抗病毒活性,在MDBK（牛肾细胞系）中表达的猪β-干扰素的抗VSV比活性达到2.0×10^6U/mg;对口蹄疫病毒在IBRS-2细胞中的增殖也有明显的抑制作用。

猪γ-干扰素的克隆表达及单抗的潜在应用

以刀豆素A(ConA)刺激长白猪外周血单个核细胞(PBMC),提取的总RNA为模板,采用一步法RT-PCR扩增出包含猪γ-干扰素(PoIFN-γ)完整基因的片段。将完整的PoIFN-γ基因亚克隆到pET-32a(+)上,构建pET-IFN-γ融合表达载体,转化入Rosetta(DE3)后IPTG诱导表达,得到大小约为36.8kD的目的蛋白。将目的蛋白检测及纯化后免疫后BALB/c小鼠,取脾细胞与SP2/0细胞融合,最终筛选出3株能稳定分泌抗猪IFN-γ单克隆抗体的杂交瘤细胞。ELISA叠加试验显示,3株单抗针对相同或邻近的PoIFN-γ抗原表位,制备的腹水中单抗间接ELISA效价为1×104。选取单抗IF-2株进行单抗的潜在应用研究,Westernblotting分析结果显示单抗IF-2株能与融合表达蛋白产生特异性反应,与pET-32a(+)标签蛋白无反应;间接免疫荧光检测(IFA)发现,在采用腺病毒表达系统表达PoIFN-γ的HEK-293细胞中散在大量特异性荧光。

重组猪干扰素-γ的体外抗弓形虫作用

在体外以不同剂量的重组猪IFN-γ刺激PK15细胞和猪腹腔巨噬细胞,观察了其对弓形虫入侵细胞和在细胞内增殖的影响。结果表明,随着重组猪IFN-γ剂量的增大,巨噬细胞的抗弓形虫作用逐渐增强,而不同浓度的重组猪IFN-γ对弓形虫入侵PK15细胞均无明显影响。推测重组猪IFN-γ可激活巨噬细胞抑制弓形虫的入侵和增殖,并与剂量有关;同时说明IFN-γ在非吞噬细胞内与在巨噬细胞内的作用不同。

双抗体夹心ELISA法测定猪α-干扰素的浓度

为了能够准确测定猪血清中猪α-干扰素（Po IFN-α）含量及猪α-干扰素制品的浓度,本研究以制备并经过亲和层析提纯的兔抗猪α-干扰素Ig G多克隆抗体为包被抗体,以制备的鼠抗猪α-干扰素单克隆纯化抗体作为二抗,建立了测定猪α-干扰素浓度的双抗体夹心ELISA法（DAS-ELISA）。通过条件优化,最佳兔抗猪α-干扰素Ig G多克隆纯化抗体包被浓度为12.5μg·m L^-1,最佳鼠抗猪α-干扰素单克隆纯化抗体作用浓度为6.25μg·m L^-1,利用本实验室制备的已知浓度猪α-干扰素标准蛋白建立标准曲线,确定该方法检测猪α-干扰素浓度范围为0.0781-2.50μg·m L^-1。与Lowry法、冻干称量法测定猪α-干扰素浓度相比较,3种方法检测结果无显著差异,但所建立的双抗体夹心ELISA法能够检测血清中猪α-干扰素浓度,且方法简便。

一株分泌抗猪γ-干扰素单克隆抗体的杂交瘤细胞的鉴定

[目的]应用杂交瘤技术获得稳定分泌抗猪γ-干扰素单克隆抗体的杂交瘤细胞株。[方法]先将原核表达产物His-PoIFN-γ免疫BALB/c小鼠4次,然后进行细胞融合,再以纯化的GST-PoIFN-γ作为包被抗原,用间接ELISA筛选阳性杂交瘤无性系,最终获得能稳定分泌抗猪IFN-γ单克隆抗体的杂交瘤细胞株,对其进行间接ELISA和Western blot检测。[结果]试验获得1株能稳定分泌抗猪IFN-γ单克隆抗体的杂交瘤细胞株,被命名为B3株,经间接ELISA和Western blot检测,该株分泌的抗体能与融合蛋白His-PoIFN-γ和GST-PoIFN-γ发生特异性反应,而与其他表达鸡γ-干扰素、His和GST蛋白等的重组质粒均不发生反应。B3株分泌的抗体小鼠腹水的ELISA效价达到1∶160 000,抗体亚型为IgG1型,且轻链为κ链。[结论]该研究为建立猪γ-干扰素检测方法,研究机体的免疫状态及免疫机制提供了技术基础。

口蹄疫病毒VP1-3免疫表位基因与猪γ-干扰素基因的融合表达

将人工合成的口蹄疫病毒VP1-3上的抗原表位基因和猪γ-干扰素基因串联入原核表达载体pGEX-KG中,经酶切鉴定及测序表明重组载体中二者以接头融合的形式构建成重组表达质粒。将该质粒转化BL21后经IPTG诱导,实现了重组融合蛋白的高效表达,表达产物经SDS-PAGE和Western blot分析,重组蛋白分子量约为66 Ku,与预期大小相符。薄层扫描分析显示表达的重组蛋白占菌体总蛋白的37.4%,且主要以包涵体的形式存在。包涵体以SKL变性后,经PEG4000、氧化型谷胱苷肽和还原型谷胱苷肽复性。粗提产物以CPE_(50)测得重组蛋白在MDBK细胞上的抗水泡性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,VSV)的活性达到1600 U/mL,说明表达产物具有干扰素的生物学活性,为下一步基因工程疫苗的研究奠定了基础。

猪β-干扰素的原核表达及其对猪流行性腹泻病毒的抑制作用研究

本研究通过PCR技术克隆了猪β干扰素全基因,设计引物亚克隆猪β干扰素成熟蛋白编码基因并对,5’端1个稀有密码子进行了大肠杆菌偏嗜性改造。构建了猪IFN-β原核单纯表达载体pRLC-poIFNβ,实现了poIFN-β在大肠杆菌中的表达,表达产物约占菌体总蛋白的17.3%。表达产物以包涵体形式存在,用含6mol/L盐酸胍的变性液溶解及含GSH-GSSG复性液复性处理,复性后的表达产物经凝胶层析纯化后,MDBK细胞-VSV病变抑制法测定结果表明,重组猪β干扰素具有良好的抗病毒活性,约为5.6x105U/mg。用重组猪β干扰素处理猪肾传代细胞PK-15后,细胞病变抑制法(CPE50)测定结果表明:重组猪β干扰素可显著抑制猪流行性腹泻病毒(PEDV)的感染。

抗猪γ-干扰素单克隆抗体的制备和鉴定

将在大肠埃希氏菌中表达的重组猪γ-干扰素(rpIFN-γ)免疫8周龄BALB/c鼠3次后,取脾细胞与SP2/0骨髓瘤细胞按标准程序融合后,以间接ELISA和有限稀释法进行筛选,获得1株能稳定分泌抗猪IFN-γ单克隆抗体的杂交瘤细胞株,该株单克隆抗体命名为B11株。经Western blot分析和间接ELISA检测,B11株能与商品化猪IFN-γ标准品产生特异性反应。间接免疫荧光检测显示B11株能与经PMA刺激的猪外周血单个核细胞产生特异性荧光。抗体亚型鉴定结果表明,B11株为IgG1型,且轻链为κ链。

猪β-干扰素的基因改造表达及其抗猪繁殖与呼吸综合征病毒活性测定

本研究根据GenBank上登录的猪β-干扰素基因成熟肽核苷酸序列(mPoIFNβ),在保持原猪β-干扰素蛋白序列不变的基础上,对猪β-干扰素基因进行了毕赤酵母偏嗜性改造,并构建了毕赤酵母重组表达质粒pPICZαC-PoIFNβ。pPICZαC-PoIFNβ经SacⅠ酶切线性化后,电击转化导入感受态的毕赤酵母菌株X-33中,转化子经YPDS+Zeocin抗性平板筛选和PCR鉴定后获得多株阳性菌株。阳性酵母菌株经甲醇诱导分泌表达了重组PoIFNβ,其表达量约为127.9mg/L。表达产物经SDS-PAGE和Western blotting检测,结果表明,表达产物为分子质量约25和28ku的混合物,并且二者都可与PoIFNβ阳性血清结合。以细胞病变抑制法测定重组β-干扰素在BHK-21细胞上的抗水泡性口炎病毒活性为2.8×103 IU/mL;对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)在Marc-145细胞上抗病毒活性达到1.6×103 IU/mL。

共表达猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5基因及猪γ-干扰素基因的腺病毒载体的构建与鉴定

利用PCR方法分别扩增猪繁殖与呼吸综合征病毒全长GP5基因(编码E蛋白),EMCV的核糖体介入位点序列(IRES)及猪γ-干扰素基因全长序列(IFN-γ),序列测定正确后用DNA重组法将三者串联后插入pAdenoVator-CMV5-IRES-GFP穿梭质粒中,形成的穿梭质粒plRES-GP5-IFN-γ用PmeI线性化后,与腺病毒骨架载体pAdEasy-1共转化感受态大肠埃希氏菌BJ5183,经同源重组,构建成含有GP5基因和IFN-γ基因的重组腺病毒载体,pacI酶切线性化充分暴露反向末端重复序列后,脂质体转染HEK293A细胞,借助GFP的表达可以在转染后的2～3天观察到包装病毒rAdeno-GP5-IFN-γ产生,7～10天出现病毒蚀斑。经PCR法及酶切证实各中间过程载体及最终的包装病毒中携带有目的基因,Western-blot证实两基因在腺病毒中得到了表达。大肠杆菌内同源重组法能有效和较为方便地构建出含有目的基因的腺病毒载体rAdeno-GP5-IFN-γ,重组子能够在HEK293细胞中稳定扩增,病毒包装的成功为进一步研究PRRSVE蛋白的免疫效果及IFN-γ的作用奠定了基础。

猪繁殖与呼吸综合征病毒在猪干扰素-β免疫压力下传代后的变异研究

为研究猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)在猪干扰素-β(swIFN-β)免疫压力下的分子变异情况,本研究将高致病性PRRSV JXA1株在添加适量swIFN-β的Marc-145细胞中连续传20代后,获得PRRSV-A1βf20株及正常传代对照株PRRSV-A1f20。序列分析结果显示:PRRSV-A1βf20与PRRSV-A1f20在NSP2、ORF3、ORF5和ORF6等基因中累计分别出现43个和14个核苷酸突变,并分别导致24个和6个氨基酸改变,有义突变与沉默突变比值(NS/S)分别为3和0.625,两者的氨基酸突变速率比为400%。PRRSV-A1βf20株的ORF5、NSP2、ORF3和ORF6的氨基酸突变率为4.5%、3.8%、2.3%和0.57%,NS/S比值为7、3.3、2和1,远高于PRRSV-A1f20株氨基酸突变率和NS/S比值。上述结果表明:在swIFN-β存在时,PRRSV变异显著加快,呈现明显的压力选择性突变;swIFN-β的选择压力对PRRSV的ORF5基因变异影响最大,NSP2次之,属于免疫突变正向效应,而对ORF3基因影响最小,对ORF6几乎无影响。推测PRRSV的NSP2和ORF5基因可能在PRRSV对swIFN-β的免疫逃逸中起重要作用。本研究首次报道了PRRSV在swIFNβ免疫压力下遗传变异加快的正向效应。

甘油及甲醇补料策略对毕赤酵母表达猪α-干扰素的影响

本文研究了甘油及甲醇补料策略对重组毕赤酵母细胞生长及猪α-干扰素（p IFN-α）表达的影响。结果表明,甘油采取不同的补料策略,以及甲醇浓度控制于不同水平时,细胞生长速度不同,p IFN-α抗病毒活性水平也明显不同。高密度发酵阶段,甘油采用指数方式流加控制时,相较于40 g/L/h、10 g/L/h,恒速流加组的细胞浓度最先达最高水平132 g/L,后一直保持稳定,且发酵液中几乎无残留甘油;与之相应的p IFN-α抗病毒活性水平最高。诱导表达阶段,甲醇浓度须控制并恒定于12 g/L时,p IFN-α抗病毒活性最高水平能达到5.95×10^6IU/m L,而当甲醇浓度稳定于3.5 g/L、16.0 g/L、或者浓度波动较大（10.2-13.8 g/L）时,p IFN-α抗病毒活性均远低于最高水平。

重组猪γ-干扰素在毕赤酵母中的表达及其生物学活性研究

采用RT-PCR从猪外周血液淋巴细胞中克隆出猪γ-干扰素基因cDNA,构建了重组酵母表达载体(pPICZα-PoIFN-γ),并在巴斯德毕赤酵母X33株中实现了高效分泌表达,经SDS-PAGE和Western-blot证实猪γ-干扰素分子量为18 kD,细胞培养试验结果表明,重组猪γ-干扰素能抑制水泡性口炎病毒(VSV)对猪肾传代细胞(PK-15)的攻击;而在动物试验中,重组猪γ-干扰素可明显提高猪伪狂犬疫苗的免疫效果。

重组猪α-干扰素的纯化及其抗病毒活性测定

分别采用PEG6000沉淀法和Sephadex G-50凝胶色谱法纯化毕赤酵母分泌表达的重组猪α-干扰素（PolFN-α）。正交试验结果显示：PEG6000沉淀法最佳分离条件为pH6．0、NaCl0．2mol／L、PEG60000．1g／mL，蛋白回收率约80％；纯化后蛋白效价为2．9×105IU／mL，比活为1．04x105IU／mg。通过SephadexG．50凝胶色谱纯化，重组PolFN-α的回收率为60％左右，纯度达到90％；纯化后蛋白效价为8×103IU／mL，比活为6．7×103IU／mg。

运用AS-PCR方法及SOE技术研究猪α干扰素

采用AS PCR方法和SOE技术相结合的策略 ,通过找出猪α干扰素基因内部的特异位点 ,设计引物扩增出两个DNA片段并将其连接为全长基因。所得片段编码序列长 5 0 1bp ,共编码 16 6个氨基酸。与已知PoIFN α1基因有 5个碱基差别 ,导致