大鲵虹彩病毒MCP蛋白在杆状病毒表达系统中的表达与纯化

为研制基于杆状病毒表达系统的大鲵虹彩病毒(Chinese giant salamander iridovirus,CGSIV)新型亚单位疫苗,将CGSIV主要衣壳蛋白(major capsid protein,MCP)基因克隆至杆状病毒穿梭载体p Fast Bac1质粒中,构建了重组质粒p Fast Bac-MCP。转化E.coli DH10Bac感受态细胞,经PCR筛选和测序获得了阳性重组杆粒r Bacmid-MCP,在昆虫细胞转染试剂介导下将该重组杆粒转染Sf9细胞,获得重组杆状病毒。重组杆状病毒感染的Sf9昆虫细胞,经超薄切片电镜观察,可见大量重组杆状病毒存在于细胞中。按不同感染复数(MOI=2、5、10)将重组杆状病毒感染Sf9细胞进行CGSIV MCP的表达。SDS-PAGE检测结果表明,在MOI=10时,目的蛋白的表达量最高;间接免疫荧光观察结果显示,目的蛋白在感染细胞中得到表达,且分布在细胞表面。以抗CGSIV MCP单抗为抗体制备的免疫磁珠纯化目的蛋白并利用兔抗CGSIV MCP多抗血清检测目的蛋白的生物学活性。SDS-PAGE和Western blot结果显示,纯化的目的蛋白纯度很高,而且具有抗原活性,能够被兔抗大鲵虹彩病毒MCP多抗血清识别。利用杆状病毒表达系统成功进行了CGSIV MCP的表达,并应用免疫磁珠法进行了目的蛋白的纯化,为CGSIV新型亚单位疫苗的研制奠定了基础。     

一株大鲵虹彩病毒的分离及鉴定

2020年5月,广东广州某野生动物保护基地爆发疑似病毒引发的疾病。现场采样发现,病鲵体长约2 m,反应迟钝,体表有出血点或溃疡症状。本研究采用胖头鲤肌肉细胞系(fat head minnow epithelial cells, FHM)培养、超薄切片透射电镜观察、病毒主要衣壳蛋白(major capsid protein, MCP)克隆与测序分析等方法,从患病大鲵中分离得到一株病毒,鉴定其属于虹彩病毒科蛙病毒属,命名为大鲵虹彩病毒广州分离株(CGSIV-GZ)。FHM经患病大鲵组织匀浆液接种后出现细胞圆缩、死亡、脱落等典型的细胞病变症状。将感染后的FHM细胞制作超薄切片,通过电镜观察发现,FHM细胞中存在大量直径约100～120 nm具囊膜的正六边形成熟病毒粒子,形态与虹彩病毒相似。根据虹彩病毒MCP基因保守区域序列设计特异性引物对病鲵组织样本进行PCR扩增,获得了431 bp的目的基因片段,测序后经采用BLAST软件分析,发现其与GenBank中的蛙病毒衣壳蛋白基因同源性达96%～99%。确认本次野生动物保护基地大鲵发生大规模死亡是蛙病毒感染所致。     

抗大鲵虹彩病毒MCP COE蛋白单克隆抗体的制备及初步应用

制备抗大鲵虹彩病毒(CGSIV)MCP COE蛋白的单克隆抗体,并对其基本特性进行鉴定及开展初步应用。用纯化的重组CGSIV MCP COE蛋白免疫BALB/c小鼠,取免疫小鼠脾细胞与SP2/0骨髓瘤细胞融合,间接ELISA法检测阳性孔,经有限稀释法亚克隆,筛选单克隆杂交瘤细胞株。采用间接ELISA法、免疫印迹法和单克隆抗体亚型检测试剂盒等鉴定单抗的稳定性、特异性和亚型;采用腹水诱生法制备单抗腹水,饱和硫酸铵法纯化腹水单抗;间接ELISA法分别测定单抗杂交瘤细胞上清液和腹水单抗的效价;利用间接免疫荧光法观察CGSIV的增殖。结果显示,细胞融合克隆率为98.68%,阳性率为20.52%,得到1株能够稳定分泌特异性抗体的阳性杂交瘤细胞,命名为1M6。单克隆抗体的亚型属于Ig G2b,κ链;免疫印迹法和间接ELISA法测定结果显示,单抗具有很好的特异性;杂交瘤细胞株培养上清液的效价为1∶1600,腹水单抗效价为1∶2×106,亲和常数为2×105。间接免疫荧光显示CGSIV感染EPC细胞24 h后在宿主细胞质中可以观察到成熟的病毒粒子形成的包涵体,而且在宿主细胞核内也能发现病毒粒子。抗CGSIV MCP COE蛋白单克隆抗体的成功制备为CGSIV免疫学检测方法的建立和其他相关研究的开展奠定了基础。     

大鲵虹彩病毒主衣壳蛋白MCP 基因DNA 疫苗的构建及其免疫效果

根据大鲵虹彩病毒(Chinese giant salamander iridovirus,GSIV)主衣壳蛋白(major capsid protein,MCP)基因序列设计特异性引物,经PCR扩增得到MCP基因编码框1392 bp全长序列,将其定向克隆到真核表达载体pc DNA3.1(+)中,构建重组质粒并命名为pc DNA-MCP。将pc DNA-MCP质粒转染大鲵肌肉细胞系(GS-M),间接荧光免疫染色结果显示,MCP蛋白可在GS-M细胞中表达,且转染后72 h的表达量显著高于转染后48 h;收集转染后72 h的GS-M细胞,经Western blot检测,可检测到MCP蛋白的特异性表达。将真核表达质粒pc DNA-MCP以20μg/尾的剂量经背部肌肉注射免疫健康大鲵(Andrias davidianus),分别在免疫后第1、3、5、7、14、21、28、35天随机从实验组与对照组中采样,尾静脉采血进行外周血血细胞计数、白细胞分类计数及测定血清中和抗体效价。结果表明,免疫大鲵体内红细胞、中性粒细胞和单核细胞数量明显增加,红细胞数在第5天极显著高于对照组(P0.01);中性粒细胞(neutrophil)分类百分比从第3天开始升高,第5天达到峰值(26.33±1.04)%,极显著高于对照组(P0.01);单核细胞(monocyte)的变化趋势和中性粒细胞相似,第7天达到峰值(15.83±0.76)%,极显著高于对照组(P0.01)。随后淋巴细胞大量增殖,第28天淋巴细胞分类百分比达到峰值(68.33±1.53)%,极显著高于对照组(P0.01)。血清中和试验结果表明,免疫大鲵体内产生了抗MCP蛋白的抗体,免疫后第28天抗体效价最高[1︰(370.01±31.55)]。真核质粒pc DNA-MCP在免疫大鲵的肌肉、肝、脾和肾的组织表达检测结果显示,免疫接种后第1、3、5、7、14、21、28天大鲵的肌肉、肝、脾和肾组织中均存在真核质粒的分布;RT-PCR结果显示,免疫后第7天和28天,在大鲵的上述组织中均有目的基因的表达。攻毒感染试验结果显示,免疫组大鲵相对免疫保护率可达73.3%。本研究为真核表达质粒pc DNA-MCP作为潜在候选疫苗应用于大鲵虹彩病毒病的预防和控制奠定了前期基础。     

大鲵虹彩病毒的PCR检测及初步应用

通过了解大鲵虹彩病毒(Giant salamander iridovirus,GSIV)在EPC细胞接毒情况和PCR的实际检测情况,为大鲵的病毒检测提供必要判断依据和检测方法.通过细胞接毒和组织分离分别提取病毒质粒,进行普通PCR扩增,电泳分析,比较病毒细胞培养和组织直接提取结果.Gsiv病毒体外培养:经传代48 h的EPC细胞,25℃培养,12h后可观察到CPE出现,24 h病变明显,CPE达15％,48 h后CPE可达70％,72 h后细胞完全脱落;PCR检测:对3个样本分别从组织提取和经细胞扩增分离的病毒进行普通PCR扩增检测,经细胞培养扩增的3个样本全部呈阳性;经组织提取的3个样本,2个呈阳性,一个呈阴性;电泳观察,病毒的扩增产物在500 bp左右.在体外环境下GSIV是高病力的一种病毒,对EPC细胞在25℃时效应时间为3d,普通PCR经组织的检出率低,经细胞培养扩增可提高检出率但耗时久,不利于实际生产中快速、准确诊断疫情的需要.     

大鲵感染虹彩病毒的诊断和治疗

2013年7月,陕西省汉中某大鲵养殖场发生以大鲵体表和四肢多处溃烂并伴有出血为特征的疾病,染病大鲵大量死亡。经临床观察、病理解剖及实验室检测,最后确诊病原为大鲵虹彩病毒。通过采取综合防治措施,养殖场大鲵疫情得到有效控制。     

科研人员首次分离到大鲵出血病病原——大鲵虹彩病毒

近日,水科院长江所鱼类病害研究室曾令兵研究员、水产养殖与遗传育种研究室肖汉兵研究员带领的研究团队,利用自己建立与收集保藏的鱼类细胞系资源在国内外首次成功地从患典型出血病的大鲵幼鱼、成鱼体内分离到大鲵虹彩病毒,填补了一项重要的国内外空白。     

大鲵虹彩病毒流行株的分离及其主衣壳蛋白编码基因序列比较分析

大鲵虹彩病毒(giant salamander iridovirus, GSIV)是近年中国大陆新发现的引起人工养殖大鲵(Andrias davidianus)大规模死亡的病毒病原。为了揭示大鲵虹彩病毒流行株的基因型差异, 本研究对2010–2012年采集自全国不同大鲵养殖区域的患虹彩病毒病的大鲵样本进行了分子检测、病毒分离培养以及病毒主衣壳蛋白(major capsid protein, MCP)基因测序与比对分析。结果显示, 采自陕西、湖北、湖南、浙江、江西、福建等省的10个样本检测为阳性, 通过细胞培养获得10株病毒流行株。对该10株流行株MCP基因的测序与比对分析发现, 核苷酸序列相似性达到99.7%~100%, 其推测的氨基酸序列无明显差异, 证实中国大鲵虹彩病毒流行株属同一基因型。系统进化树分析结果表明, 所选大鲵虹彩病毒与蛙病毒分别聚为一枝, 但其亲缘关系较近。本研究结果旨为大鲵虹彩病毒病的疫苗研制及其免疫防控技术研究奠定基础。

     

草鱼Mx蛋白基因的克隆与原核表达

根据已报道的Mx蛋白cDNA序列设计合成特异引物，应用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法，从草鱼呼肠孤病毒(GCRV)诱导的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝脏总RNA中扩增获得Mx蛋白cDNA，回收纯化后克隆到pGEM-T Easy Vector系统的T载体上。重组子的序列分析表明：所克隆的Mx蛋白cDNA长722bp，编码240个氨基酸，包括1个三联GTP结合区域和1个发动蛋白(dynamin)族特征的序列。与已知鱼类Mx蛋白基因序列比较表明，草鱼Mx蛋白基因序列与其它鱼类Mx基因相应序列具有较高的同源性，其中与斑马鱼Mx蛋白E型基因碱基序列比较同源性最高，为87．1％。将此基因改造后定向克隆至原核表达质粒pBV220，构建成重组草鱼Mx蛋白基因表达质粒pBVgcMx，并在大肠杆菌中获得高效表达，重组草鱼Mx蛋白的表达量占菌体总蛋白的26．6％。Q-sephrose FF层析柱分离纯化的重组草鱼Mx蛋白纯度达95．6％。     

大鲵细胞与大鲵虹彩病毒的微载体规模化培养工艺及优化

利用Cytodex 3微载体悬浮培养系统规模化培养大鲵肌肉细胞(GSM)和大鲵虹彩病毒(GSIV),研究了微载体培养GSM细胞的形态和增殖特性,同时测定了病毒在培养系统中的增殖动态相关指标。结果显示,在Cytodex 3微载体培养系统中,将GSM细胞在贴壁期以转速30 r/min,每静置40 min搅拌2 min的方式间歇搅拌,10 h后贴壁率可达95%,培养基中最适血清浓度为10%,最适微载体浓度为2 g/L,最适细胞初始接种密度为1.2×10~5 cells/mL;增殖期以25 r/min的连续搅拌方式可以达到最佳的细胞生长效能。倒置显微镜与扫描电镜观察结果显示,GSM细胞呈长梭形,紧密贴附在Cytodex 3微载体上,生长良好。采用优化的工艺条件培养GSM细胞,以感染复数(MOI)为0.5的剂量接种GSIV至规模化培养的GSM细胞,48 h后GSM细胞出现典型的细胞病变效应,72 h病毒滴度达到最高TCID_(50)=10~(–8.50±0.20)/mL。本研究为大鲵虹彩病毒病疫苗的规模化生产工艺研究奠定了前期基础。     

大鲵虹彩病毒理化及生物学特性研究

对大鲵虹彩病毒(Giant salamander iridovirus,GSIV)的理化特性及生物学特性进行了研究。结果表明:GSIV对热处理敏感,56℃和65℃处理30 min均可彻底灭活病毒;GSIV经酸(pH3)和碱(pH10)处理,病毒滴度(TCID50)与对照组相比较分别下降了8.58、9.04个对数级,差异极显著(P<0.01);GSIV经有机溶剂氯仿、乙醚以及胰蛋白酶处理,TCID50与对照组相比较分别下降了9.33、7.83、6.49个对数级,差异极显著(P<0.01)。冻融次数对GSIV滴度的影响不显著(P>0.05)。GSIV对细胞培养物的感染性试验结果表明,GSIV可在鲤上皮瘤细胞系(Epithelioma papilloma cyprini,EPC)、斑点叉尾鮰肾脏细胞系(Channel catfish kidney,CCK)、虹鳟鱼性腺细胞系(Rainbow trout gonadal,RTG-2)等细胞中增殖,但在EPC、CCK细胞中增殖速度快,TCID50高;GSIV在EPC细胞中的最适生长温度是25℃。GSIV在EPC细胞中增殖动态试验结果表明,GSIV感染细胞6 h后TCID50开始快速上升,进入对数增长期,72 h时TCID50达到最大值,以后趋于稳定。GSIV感染EPC细胞超薄切片透射电镜观察结果显示,在EPC细胞质中可见大量虹彩病毒样颗粒,呈晶格状排列,直径约140 nm。     

大鲵虹彩病毒TaqMan实时荧光定量PCR检测方法的建立

利用PCR技术扩增出大鲵虹彩病毒(giant salamander iridovirus, GSIV)主要衣壳蛋白(MCP)编码区长度为1 392 bp 的片段, 克隆到 pMD19-T载体上, 构建重组质粒 pMD19-T-MCP。经PCR鉴定确认正确后, 以10倍梯度稀释 pMD19-T-MCP重组质粒, 作为标准模板进行 TaqMan实时荧光定量PCR扩增, 制作标准曲线, 建立了大鲵虹彩病毒的 TaqMan实时荧光定量PCR检测方法。制作的标准曲线有极好的线性关系, 且线性范围宽, 相关系数为0.990 19。组内重复试验的CT值标准偏差为0.52%。检测结果显示, 该方法对大鲵虹彩病毒的检测有高度的特异性, 与锦鲤疱疹病毒、弗氏柠檬酸杆菌、嗜水气单胞菌以及鲤上皮瘤细胞基因组DNA之间均无交叉反应, 特异性好, 检测总DNA灵敏度为10个病毒核酸分子拷贝数, 约1.1×10-3 pg/μL病毒核酸, 较之常规PCR的敏感度高出约1 000倍。研究建立的大鲵虹彩病毒TaqMan实时荧光定量PCR方法灵敏度高、特异性强, 对大鲵虹彩病毒病的快速诊断与病毒病原定量检测有重要意义。     

溶藻弧菌HY9901鞭毛蛋白flaB基因的克隆及原核表达

参照GenBank上登录的弧菌鞭毛蛋白flaB基因序列设计引物,PCR扩增溶藻弧菌HY9901株的flaB全长基因,序列分析结果显示该基因为1134bp,编码377个氨基酸。与GenBank中其它弧菌的同源基因序列比对显示,溶藻弧菌flaB基因与副溶血弧菌flaB基因的同源性最高(92%)。将该基因定向克隆到原核表达载体pET-32a(+)中,在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达出带His-tag的融合蛋白,分子量大小与预期一致。优化的表达条件为28℃,0.4mmol/LIPTG浓度诱导10h。用纯化后的融合蛋白免疫SPF级小鼠,制备了多克隆抗体。Western-blotting结果表明鼠抗FlaB血清不仅能与诱导后的重组蛋白发生反应,而且能与天然的溶藻弧菌全菌蛋白发生反应,提示鞭毛蛋白FlaB可能是溶藻弧菌的重要保护性抗原之一,为下一步进行FlaB蛋白免疫原性的研究以及疫苗的制备奠定了基础。     

虎纹蛙病毒主要衣壳蛋白基因的克隆及其序列

从新分离感染虎纹蛙的病毒培养细胞中提取病毒DNA作模板，用分别对应于蛙病毒－3型（FV3）主要衣壳蛋白（Major Capsid Protein,MCP）基因读码框两侧的寡核苷酸片段作引物进行PCR扩增，得到预期大小基因片段，进一步将此基因片段插入到pGEM-T载体中，进行全长片段的序列测定和分析。结果表明，编码虎纹蛙病毒的MCP基因的读码框核苷酸数为1392bp，编码463个氨基酸；基因的核苷酸序列与其他脊椎动物虹彩病毒的MCP基因序列比较结果显示，该病毒与蛙病毒属的FV3的同源性（98％)明显高于囊肿病毒属的FLDV－1（52％），并且与虹彩病毒科其他成员的MCP基因序列均有所不同，说明该病毒株是虹彩病毒科蛙病毒属的新成员。     

鲢小清蛋白的cDNA克隆及在大肠杆菌中的原核表达

以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)肌肉cDNA为模板, 利用小清蛋白特异性引物进行PCR扩增, 克隆得到β小清蛋白两种不同亚型, 即Ⅰ型、Ⅱ型编码区基因。将目的基因片段连接到pET28a (+)表达载体, 并在大肠杆菌[E.coli BL21 (DE3)]中诱导表达。结果表明, 经诱导的小清蛋白重组质粒菌株有特异的蛋白表达。SDS-PAGE分析显示, 目的蛋白的分子量约为13 kD, 与预期大小一致。菌体超声破碎后发现2种亚型的小清蛋白均为可溶表达。利用Ni²⁺亲和层析柱对重组蛋白进行纯化, 得到高纯度的重组小清蛋白PVⅠ和PVⅡ。经Western Blot 鉴定, 重组小清蛋白PVⅠ和PVⅡ均能与抗鲢小清蛋白单克隆抗体反应。本研究为进一步分析小清蛋白的结构与致敏性的关系提供了重要的基础。

     

罗非鱼无乳链球菌LrrG-Sip融合基因原核表达载体的构建及表达

LrrG和表面免疫原性蛋白（Sip）是无乳链球菌（Streptococcus agalactiae）的2种表面蛋白,具有良好的免疫原性。为获得罗非鱼无乳链球菌表面蛋白LrrG和Sip蛋白的融合蛋白,该试验采用基因拼接技术中的双酶切法分2步逐个将Sip和LrrG基因插入pColdⅡ载体中,构建原核表达载体pColdⅡ-LrrG-Sip。将成功构建的融合基因原核表达载体转化感受态细胞BL21（DE3）,进行诱导表达条件的优化。结果显示,15℃、IPTG 0.5 mmol·L-1诱导9 h,目的蛋白呈可溶状态的表达量最高。Western Blot检测结果显示LrrG-Sip融合蛋白大小与预测一致（162kDa）,说明成功构建了融合基因,为罗非鱼源无乳链球菌亚单位疫苗的研制奠定了基础。