乳牛子宫内膜抗菌肽BNBD5基因的克隆及其原核表达

为研发防治乳牛子宫内膜炎的抗菌肽生物制剂,根据已发表的牛抗菌肽基因序列设计了1对引物,用试剂盒提取乳牛新鲜子宫内膜总RNA,经RT-PCR扩增,将克隆的抗菌肽BNBD5基因全长编码区的cDNA连接到原核表达载体pET30a中,经IPTG诱导原核表达,通过Western-blot检测融合蛋白BNBD5的表达水平。结果表明,RT-PCR扩增出的cDNA片段长138 bp,编码45个氨基酸的多肽,多肽中含6个保守半胱氨酸残基。用Blast程序进行检索比较显示,克隆出了牛防御素家族成员BNBD5基因,并成功构建了pET30a-BNBD5载体,经IPTG诱导,pET30a-BNBD5原核表达产物的相对分子质量约为10 ku,与预期的融合蛋白大小一致,证实构建的重组质粒能够在大肠杆菌中表达。

科尔沁奶牛防御素基因BNBD5原核表达产物的生物活性研究

目的:通过原核表达科尔沁牛防御素BNBD5获得纯化产物,研究其对牛乳腺炎致病菌的抑菌活性。方法:从牛外周血中分离中性粒细胞,提取牛总RNA,将克隆的牛抗菌肽BNBD5基因连接到原核表达载体pET-30a中,经IPTG诱导原核表达,SDS-PAGE鉴定表达结果,并通过大肠杆菌、金黄色葡萄球菌验证抑菌生物活性。结果:成功构建了pET-30a-BNBD5重组载体,经IPTG诱导,pET-30aBNBD5融合表达产物的相对分子质量约为10 ku,与预期的多肽分子质量大小相符,证实已得到重组表达产物,通过抑菌试验可知其对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有抑菌性。结论:获得科尔沁牛防御素BNBD5基因体外表达产物,其对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制作用。

抗菌肽BNBD5调节肺脏先天免疫抵御胸膜肺炎放线杆菌感染的研究

【目的】探究抗菌肽牛中性粒细胞β防御素5(bovine neutrophilβ-defensins 5,BNBD5)调节肺脏先天免疫抵御胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae,APP)感染的作用,为防控猪胸膜肺炎提供试验基础和理论支持。【方法】将30只雌性BALB/c小鼠随机分为3组,即正常对照组(Con)、APP感染对照组(APP)、抗菌肽BNBD5预处理后感染APP组(B5),每组10只,Con组小鼠鼻内给予2次PBS(20μL/只),每次间隔2 d;APP组鼻内给予2次PBS(20μL/只),间隔2 d,3 d后感染APP(107 CFU/只);B5组小鼠鼻内给予2次抗菌肽BNBD5(20μg/只),间隔2 d,3 d后鼻内感染APP(107 CFU/只),感染6 h后剖杀所有小鼠,观察肺脏和脾脏的病变,测定脏器系数和肺脏中的细菌载量;HE染色观察肺脏组织病理变化;ELISA检测肺脏组织匀浆液中的细胞因子肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin 1β,IL-1β)、IL-23、IL-17和IL-22水平;流式细胞术检测肺脏中的中性粒细胞数量。【结果】与Con组相比,APP组小鼠被毛粗乱、精神萎靡,肺脏肿大,可见明显斑块状或点状出血,镜下可见肺脏组织有明显出血和大量炎性细胞浸润,肺脏中TNF-α、IL-1β、IL-17、IL-22和IL-23细胞因子水平变化不显著(P>0.05),但均呈不同程度下降,中性粒细胞数量减少;与APP组相比,B5组小鼠精神状态较好,肺脏肿胀程度减轻,肺脏指数显著降低(P<0.05),未见明显斑块状出血,肺脏中的细菌载量极显著减少(P<0.01),肺脏中炎性细胞明显减少,肺脏组织中TNF-α、IL-1β、IL-17和IL-22水平显著升高(P<0.05),肺脏组织中中性粒细胞数量极显著增多(P<0.01)。【结论】抗菌肽BNBD5能在感染早期改善APP引起的肺脏免疫抑制,增强肺脏先天免疫杀伤胸膜肺炎放线杆菌。

新疆荷斯坦牛β防御素5基因的克隆、表达及表达产物的抑菌活性

【目的】克隆和表达新疆荷斯坦牛中性粒细胞防御素5（BNBD5）基因,对BNBD5蛋白进行纯化并分析其抗菌活性。【方法】利用RT-PCR方法扩增新疆荷斯坦奶牛BNBD5的cDNA序列,将BNBD5 cDNA克隆到原核表达载体pGEX-4T-2,测序分析后转化大肠埃希菌BL21（DE3）。经IPTG诱导后,对表达产物进行SDS-PAGE和Western blotting分析;利用GST亲和柱纯化BNBD5蛋白,并进行体外抑菌试验。【结果】通过PCR扩增获得了218bp的牛BNBD5全长cDNA序列,经IPTG诱导,获得了约33 ku的牛BNBD5蛋白。牛BNBD5蛋白在1525℃培养时的可溶性较37℃时多,且大多以包涵体形式存在,经纯化后最终获得了少量的目的蛋白。纯化的BNBD5蛋白对标准金黄色葡萄球菌和标准大肠埃希菌均具有明显的抑菌活性。【结论】克隆、表达了牛BNBD5基因,表达的BNBD5蛋白对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌都有抑菌活性.

牦牛β-防御素5基因的原核表达及表达产物的抑菌活性

【目的】克隆与表达牦牛β-防御素5(BNBD5)基因,检测其重组蛋白的体外抗菌活性。【方法】采用RT-PCR方法从牦牛肺组织中扩增BNBD5基因成熟肽编码区,根据已发现的哺乳动物β-防御素5和部分禽β-防御素5的序列构建遗传进化树。将BNBD5基因亚克隆到原核表达载体pET-32a(+)的BamHⅠ和XhoⅠ双酶切位点上,构建重组表达质粒pET32a-BNBD5。将重组表达质粒转化大肠杆菌BL21,用IPTG于37℃进行诱导表达,SDSPAGE检测融合蛋白的表达情况,并对该重组蛋白进行纯化,测定其体外抑菌活性。【结果】克隆得到了BNBD5基因成熟肽编码片段,其长度为138bp,编码45个氨基酸残基,内含6个位置保守的半胱氨酸残基。经遗传进化分析发现,该基因序列与黄牛的mRNA同源性最高,可达到86.2%。经IPTG诱导,获得了分子质量为25ku的牦牛β防御素-5成熟肽融合蛋白。琼脂糖扩散结果表明,0.08mg/mL的纯化蛋白对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌均有抗菌作用。【结论】牦牛BNBD5成熟肽在大肠杆菌中得到了成功表达,其产物对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)均有抗性。

重组蛋白牛防御素5微球对BCG免疫小鼠的影响

为了研究牛防御素5(BNBD5)微球对卡介苗(BCG)免疫小鼠的影响,在表达纯化获得目的蛋白BNBD5后,制备包封BNBD5重组蛋白的聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)纳米微球,并进行动物试验。用BCG对BALB/c小鼠免疫后,再用BNBD5纳米微粒对小鼠进行滴鼻,通过ELISA方法检测小鼠血清中细胞因子和抗体的变化,发现BNBD5-PLGA微球能够显著提高促炎因子IL-β(P<0.001)和TNF-α(P<0.001)以及抗体IgA(P<0.001)产生;再用牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)滴鼻感染小鼠,发现BNBD5-PLGA组临床症状和病理变化有所减轻。表明重组蛋白牛防御素5微球能刺激小鼠产生较高的非特异性细胞因子以及黏膜免疫抗体IgA水平,对黏膜免疫具有促进作用。

β-防御素在荷斯坦奶牛正常和炎性乳腺上皮细胞中的差异表达

为探讨荷斯坦奶牛乳腺上皮细胞在正常和炎性2种情况下β-防御素(BNBD5)的表达量是否存在差异,本研究通过添加内毒素(LPS)建立了实验性乳房炎的乳腺上皮细胞模型,并采用实时荧光定量RT-PCR方法检测了乳腺上皮细胞中BNBD5mRNA表达水平的变化。结果显示,添加LPS后乳腺上皮细胞中炎性因子IL-6、IL-12和TNF-α的mRNA表达量与空白对照组相比显著增加(P<0.01),并且α-酪蛋白mRNA表达量显著降低(P<0.01),说明添加LPS诱发上皮细胞产生了一定的炎性反应;并且当添加LPS终质量浓度为300μg/L并培养48h之后BNBD5的表达量最高,与空白对照组存在极显著差异(P<0.01);推测BNBD5基因可能参与了由LPS诱发的奶牛乳房炎的防御机制。

科尔沁牛中性粒细胞防御素5的原核表达及纯化

目的原核表达科尔沁牛中性粒细胞防御素5(bovine neutrophilβ-defensin 5,BNBD5),并进行纯化。方法用Trizol试剂提取牛外周血中性粒细胞总RNA,RT-PCR法扩增BNBD5的cDNA序列,与pMD18-T载体连接,构建重组克隆质粒pMD18-T-BNBD5,并进行测序,应用DNA Star生物分析软件对科尔沁牛BNBD5与其他物种(绵羊、山羊、驯鹿、家鼠、人类、鳜鱼、中华蜜蜂)β防御素的核苷酸序列进行同源性比较及进化树分析;对科尔沁牛与其他品种牛(新疆荷斯坦牛、印度水牛、荷兰弗里斯兰牛)β防御素的BNBD5核苷酸序列进行进行同源性比较及进化树分析;将构建正确的重组克隆质粒pMD18-T-BNBD5亚克隆至原核表达载体pET-30a(+),构建重组表达质粒pET-30a-BNBD5,转化大肠埃希菌(E.coli)BL21(DE3),IPTG诱导表达后,利用Ni离子亲和柱纯化,SDS-PAGE鉴定表达产物和纯化产物。结果通过PCR扩增获得了195 bp的BNBD5全长cDNA序列,为一个完整的开放阅读框(ORF),与GenBank中登录的BNBD5编码区序列(AJ278799)相似性达93.4%,推导该序列编码45个氨基酸残基,并含有防御素的特征性分子结构,即在特定位置上有6个保守的半胱氨酸残基;共有13处碱基出现突变,导致其推导的氨基酸序列出现8处变异,但6个保守型半胱氨酸位点均未出现变异。与其他物种的BNBD5核苷酸序列同源性分析表明,科尔沁牛与山羊、绵羊同源性最高,达80%以上;与中华蜜蜂同源性最低,在10%以下。与其他品种牛的BNBD5核苷酸序列同源性分析表明,科尔沁牛与新疆荷斯坦牛同源性最高,达90%以上;与荷兰弗里斯牛的同源性最低,约66%。质粒pET-30a-BNBD5经PCR及单双酶切鉴定证明构建正确,表达及纯化蛋白相对分子质量约10 000,主要以可溶性形式表达,表达量占菌体总蛋白的25.1%,纯化产物含量达2.15 mg/ml。结论成功表达并纯化了科尔沁牛BNBD5。