HIV-1 B亚型gag基因密码子优化及其免疫原性的研究

从河南HIV-1流行区感染者中克隆HIV-1 B亚型gag基因,通过序列比对获得其一致性共有序列,对该共有序列按照哺乳动物优势密码子的使用原则进行优化,以Western blot方法比较优化前后gag基因体外表达量.发现对gag基因进行密码子优化可显著提高其表达水平.将优化后的mod.gag基因插入重组腺病毒载体,构建了重组病毒rAdV-mod.gag.在BALB/c小鼠体内分别以108PFIJ及108PFU rAdV-mod.gag疫苗单独免疫两次均可产生较高水平的gag特异性细胞免疫反应.由此得出结论,对gag基因的密码子优化是成功的;表达优化后gag基因的重组腺病毒疫苗,可以在小鼠体内诱导较强的gag基因特异性CTL应答.     

按痘苗病毒优势密码子改造HIV-1 gag基因提高表达水平的研究

为确定痘苗病毒密码子偏向性与基因表达的关系及其在痘苗病毒与宿主细胞相互作用过程中的作用,按痘苗病毒的优势密码子对HIV-1 gag基因进行改造,并对合成基因与野生型HIV-1 gag基因在痘苗病毒载体系统的表达水平进行了研究。结果显示：①各目的基因分别正向插入了痘苗病毒TK区7．5k启动子下游;②免疫荧光检测显示,改造前后的gag基因均能够很好地在痘苗病毒中表达;③Western blot检测显示,在相同感染量时,改造后的gag基因具有更高的表达水平;④流式细胞术检测显示,密码子改造后的gag基因较野生型gag基因表达水平提高约17％。上述结果表明：按照痘苗病毒优势密码子进行外源基因改造,可作为提高外源基因在痘苗病毒中表达的策略,同时提示,密码子偏向性是痘苗病毒与宿主细胞相互作用的重要调控因素。     

表达HIV-1 gag重组鸡痘病毒的构建与筛选

构建并筛选表达HIV-1 gag蛋白的重组鸡痘病毒,并对其进行鉴定。首先设计引物通过PCR技术扩增HIV-1 gag基因,将其连接到pMD18-T载体上,测序正确后将其克隆入本实验室自行构建的鸡痘病毒穿梭载体pTKET中,获得重组质粒pTKET-HIV gag。然后将其与鸡痘病毒FPV282E4株共转染原代鸡胚成纤维细胞(CEF)进行同源重组,以增强型绿色荧光蛋白(EGFP)为筛选标记,通过噬斑筛选获得重组病毒,应用PCR,RT-PCR,Western blot方法对重组病毒进行鉴定和遗传稳定性分析。结果:通过10次噬斑筛选,PCR检测表明目的基因已整合到重组鸡痘病毒基因组中,RT-PCR,Western blot结果表明HIV-1 gag在感染细胞内成功表达且具有抗原性。连续传代20次,PCR,RT-PCR,Western blot均能检测到外源基因的整合、转录和表达,且未能扩增出FPV-TK基因,表明重组病毒遗传稳定性良好,而且病毒已经纯化。结论:成功获得表达HIV-1gag的重组鸡痘病毒,为进一步免疫试验研究奠定基础。     

表达HPV16 L1抗原的1型重组AAV载体免疫效果的研究

为研究1型重组腺病毒伴随病毒(Adeno-associated virus type 1,AAV1)载体作为HPV16预防性疫苗的可行性,构建含密码子优化型HPV16L1基因(mod.HPV16L1)的1型重组AAV载体rAAV1-mod.HPV16L1,将纯化的rAAV1-mod.HPV16L1以肌注和滴鼻途径分别免疫C57BL/6小鼠,使用体外中和实验检测血清中的特异性中和抗体.结果显示,rAAV1-mod.HPV16L1单针肌注及滴鼻免疫均可诱导特异性血清中和抗体,但二组抗体动态变化趋势不同,肌注组血清中和抗体滴度显著高于滴鼻组.rAAV1-mod.HPV16L1单针肌注免疫可诱导强而持久的血清中和抗体,是理想的候选HPV16预防性疫苗.     

含HIV-1 gag、gagV3基因的重组腺病毒伴随病毒的构建及其免疫原性的研究

将HIV－1中国株42（B亚型）gag基因及gag与gp120 V3区的嵌合基因gag V3插入腺病毒伴随病毒（AAV）表达载体（pSNAV）质粒中,构建重组质粒pSNAV-gag及pSNAV-gagV3;采用脂质体转染的方法分别将重组质粒转入BHK细胞,G418筛选得到转入重组质粒并能表达外源基因的细胞系,命名为BHK－gag及BHK－gagV3。用具有重组腺病毒伴随病毒（rAAV）包装功能的一种重组单纯疱疹病毒（rHSV）分析感染这两株细胞系,纯化后得到rAAV,电镜观察可见到大量实心病毒颗粒,核酸杂交检测重组病毒滴度达到10^12病毒颗粒／ml,重组病毒感染293细胞,ELISA检测有gag及gagV3基因的表达。用重组病毒免疫Balb/C小鼠,检测抗体及细胞免疫水平,证明重组病毒可以在小鼠体内诱导产生细胞及体液免疫。     

携带HIV-1抗原的单纯疱疹病毒载体疫苗的构建及鉴定

利用细菌人工染色体技术将串联的HIV-1 gp160、gag和protease基因以及表达元件插入1型单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus type 1,HSV-1)内部反向重复序列区,以获得携带HIV-1抗原的单纯疱疹病毒载体疫苗。首先将HIV-1 gp160(B型和C型)、gag和protease基因串联克隆入pc DNA3获得重组质粒pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp,重组质粒转染293FT细胞,Western blotting检测HIV抗原表达。继而将pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp中包括HIV-1抗原基因和表达元件的表达框克隆入p KO5/BN获得重组穿梭质粒p KO5/BN/g Bgp和p KO5/BN/g Cgp,穿梭质粒电转含BAC-HSV的大肠杆菌,筛选重组菌,提取重组DNA并转染Vero细胞,挑取病毒蚀斑纯化重组病毒,Southern blotting鉴定重组病毒DNA,Western blotting检测重组病毒感染细胞中HIV抗原表达,并分析病毒的增殖特性。结果表明,Western blotting在pc DNA/g Bgp和pc DNA/g Cgp转染的293FT细胞中检测到表达的gp160和gag蛋白。p KO5/BN/g Bgp和p KO5/BN/g Cgp分别电转获得重组菌,并从重组DNA转染的Vero细胞中纯化获得重组HSV,Southern blotting检测表明重组HSV基因组发生特异性重组,重组病毒感染细胞中检测到gp120和gp41,且重组HSV保留了在哺乳动物细胞中的复制能力。本研究获得携载HIV-1 gp160、gag和protease基因的重组HSV,并保留了在哺乳动物细胞中的复制能力,可作为HIV-1复制型病毒载体疫苗。     

HIV-1载体的研发沿革

自从科学家于1983年发现了人类免疫性缺陷病毒1(human immunodeficiency virus1,HIV-1)以来,随着对它的研究不断深入,其表达载体的开发也有了长足的进步。与其他逆转录病毒载体相比,如莫罗尼小鼠白血病病毒(murine leukemiavirus,MLV)载体和泡沫病毒(foamyvirus,FV)载体等,HIV-1载体具有诸多独特的优点,因而有着更广泛的应用于临床基因治疗的前景。该文对HIV-1载体的研发过程及其优缺点进行综述。     

转基因枸杞表达HIV-1壳体蛋白病毒样颗粒疫苗表达载体的构建

利用PCR技术扩增出人免疫缺陷病毒HIV-1MA₄-CA融合基因,将其克隆到pGEM-T载体中,测定其核苷酸序列,并推导其氨基酸序列。该基因全长为450bp,与已发表的HIV-1的全序列基因(AF324493)完全同源,编码一个含150个氨基酸残基的蛋白质。将该基因与分泌型表达载体pCAMBIA1305.2连接,同时将水稻中富含甘氨酸蛋白的信号肽序列(GRP)引入MA₄-CA融合基因,构建了含MA₄-CA基因的植物分泌表达载体pCAMBIA1305.2-MA₄-CA。     

HIV gag基因修饰在不同载体系统中对免疫效果的影响

目的:了解gag基因修饰前后在不同载体系统中的表达水平差异对免疫效果的影响,为确定HIV疫苗中能诱发较高水平细胞免疫的Gag靶抗原奠定实验基础。方法:将含有优化前后gag基因的HIV-1 DNA(pVRC)疫苗和重组痘苗病毒(rVV)载体疫苗单独或联合免疫BALB/c小鼠,利用IFN-γ酶联免疫斑点法和胞内细胞因子染色检测各组的细胞免疫效果,ELISA检测体液免疫水平,分别比较基因优化前后及在不同载体内的Gag诱发的免疫效果。结果:DNA疫苗中gag基因修饰后细胞免疫反应由472提高至925 SFC/106MNC,抗体滴度随免疫次数增加而提高,基因修饰后第二针的抗体水平由104.2提高至105.3,三针后则没有差别;而以rVV为载体的疫苗基因修饰前后细胞免疫反应(~320 SFC/106MNC)和抗体水平(~104.4)均没有差异。2种疫苗联合免疫均可显著提高Gag修饰前后在小鼠体内的免疫效果,基因修饰后细胞免疫反应由1700提高至2100 SFC/106MNC,抗体水平则没有差别。结论:gag基因修饰明显提高常规DNA疫苗免疫效果,并可进一步提高联合免疫效果,但对rVV疫苗单独免疫效果无明显影响。     

Immunogenicity of DNA and Recombinant Sendai Virus Vaccines Expressing the HIV-1 gag Gene

Combinations of DNA and recombinant-viral-vector based vaccines are promising AIDS vaccine methods because of their potential for inducing cellular immune responses. It was found that Gag-specific cytotoxic lymphocyte (CTL) responses were associated with lowering viremia in an untreated HIV-1 infected cohort. The main objectives of our studies were the construction of DNA and recombinant Sendal virus vector (rSeV) vaccines containing a gag gene from the prevalent Thailand subtype B strain in China and trying to use these vaccines for therapeutic and prophylactic vaccines. The candidate plasmid DNA vaccine pcDNA3.1( )-gag and recombinant Sendai virus vaccine (rSeV-gag) were constructed separately. It was verified by Western blotting analysis that both DNA and rSeV-gag vaccines expressed the HIV-1 Gag protein correctly and efficiently. Balb/c mice were immunized with these two vaccines in different administration schemes. HIV-1 Gag-specific CTL responses and antibody levels were detected by intracellular cytokine staining assay and enzyme-linked immunosorbant assay (ELISA) respectively. Combined vaccines in a DNA prime/rSeV-gag boost vaccination regimen induced the strongest and most long-lasting Gag-specific CTL and antibody responses. It maintained relatively high levels even 9 weeks post immunization. This data indicated that the prime-boost regimen with DNA and rSeV-gag vaccines may offer promising HIV vaccine regimens.     

SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导的免疫应答

研究SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导免疫应答的影响,以探求治疗性HIV-1核酸疫苗的新策略。将pCIneoGAG联合SDF1基因或者pCIneoGAG单独免疫Balb/c小鼠,采用ELISA检测免疫小鼠的特异性抗体和IFNγ水平,用MTT比色法检测免疫小鼠脾淋巴细胞的增殖,用乳酸脱氢酶(LDH)试验检测小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的应答。研究结果提示:与pCIneoGAG免疫组比较,pCIneoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的抗HIV-1p24抗体滴度降低,有显著性差异(p<0.01);而与pCIneoGAG免疫组比较,pCIneoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的IFNγ升高,差异显著(p<0.01);pCIneoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pCIneoGAG免疫组,有显著性差异(p<0.01)。因此,SDF-1基因联合HIV-1核酸疫苗免疫小鼠,可能增强特异性Th1细胞和CTL反应,SDF-1基因对体液免疫有抑制作用。SDF-1基因对于治疗性HIV-1核酸疫苗是具有较好应用前景的免疫佐剂。     

SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导的免疫应答

研究SDF-1基因对HIV-1核酸疫苗诱导免疫应答的影响,以探求治疗性HIV-1核酸疫苗的新策略. 将pCI-neoGAG联合SDF-1基因或者pCI-neoGAG单独免疫Balb/c小鼠,采用ELISA检测免疫小鼠的特异性抗体和IFN-γ水平,用MTT比色法检测免疫小鼠脾淋巴细胞的增殖,用乳酸脱氢酶(LDH)试验检测小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的应答.研究结果提示 与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的抗HIV-1p24抗体滴度降低,有显著性差异(p<0.01);而与pCI-neoGAG免疫组比较,pCI-neoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠血清的IFN-γ升高,差异显著(p<0.01);pCI-neoGAG联合SDF-1基因免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pCI-neoGAG免疫组,有显著性差异(p<0.01).因此,SDF-1基因联合HIV-1核酸疫苗免疫小鼠,可能增强特异性Th1细胞和CTL反应,SDF-1基因对体液免疫有抑制作用.SDF-1基因对于治疗性HIV-1核酸疫苗是具有较好应用前景的免疫佐剂.     

HIV-1 gagpol病毒样颗粒疫苗免疫小鼠的实验研究

目的:为构建含中国流行株HIV*1核心蛋白(gag、pol)基因的病毒样颗粒疫苗(VIP疫苗),并评价其诱导的体液和细胞免疫反应效果.方法:将重组质粒pcDNA3.1/gagpol稳定转染HEK293细胞,上清液经蔗糖垫层超速离心纯化后,用收获的VLP疫苗免疫小鼠,通过ELLSA检测免疫小鼠的特异性抗体和IFN-γ,通过乳酸脱氢酶(LDH)实验检测小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应.结果:VLP疫苗免疫组小鼠血清的抗HIV-1 gp160抗体滴度和IFN-γ均升高(P<0.01).其特异性CTL活性均高于PBS对照组(P<0.01).结论:构建的VLP疫苗免疫小鼠可以诱导特异性体液和细胞免疫应答,为进一步研制HIV治疗性疫苗奠定基础.     

趋化因子基因对HIV-1外膜蛋白基因疫苗诱导的免疫应答的影响

研究趋化因子基因对HIV-1外膜蛋白基因疫苗诱导免疫应答的影响,以探求防治HIV的新策略.将pVAX1GP120联合RANTES、MIP-1α基因或者pVAX1GP120单独免疫Balb/c小鼠,采用ELISA检测免疫小鼠的特异性抗体和IFN-γ水平,用MTT比色法检测免疫小鼠脾淋巴细胞的增殖,用乳酸脱氢酶(LDH)试验检测小鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的应答.与pVAX1GP120免疫组比较,pVAX1GP120联合RANTES、MIP-1d基因免疫组小鼠血清的抗HIV-1gp120抗体滴度升高,有显著性差异(p＜0.01);与pVAX1GP120免疫组比较,pVAX1GP120联合RANTES、MIP-1d基因免疫组小鼠血清的IFN-γ升高,有显著性差异(p＜0.01);pVAX1GP120联合RANTES、MIP-1α基因免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性均高于pVAX1GP120免疫组,有显著性差异(p＜0.01).RANTES、MIP-1α基因联合HIV-1外膜蛋白基因疫苗免疫小鼠,可能增强HIV特异性Th1细胞和CTL反应,RANTES、MIP-1α基因对体液免疫有加强作用.因此,RANTES、MIP- 1α基因对于HIV-1外膜蛋白基因疫苗具有较好应用前景的免疫佐剂.     

趋化因子基因对HIV-1外膜蛋白基因疫苗诱导的免疫应答的影响

研究趋化因子基因对HIV-1外膜蛋白基因疫苗诱导免疫应答的影响,以探求防治HIV的新策略。将 pVAX1GP120联合RANTES、MIP-1α基因或者pVAX1GP120单独免疫Balb／c小鼠,采用ELISA检测免疫小鼠 的特异性抗体和IFN-γ水平,用MTT比色法检测免疫小鼠脾淋巴细胞的增殖,用乳酸脱氢酶(LDH)试验检测小 鼠特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的应答。与pVAX1GP120免疫组比较,pVAX1GP120联合RANTES、MIP- 1α基因免疫组小鼠血清的抗HIV-1gp120抗体滴度升高,有显著性差异(p<0．01);与pVAX1GP120免疫组比较, pVAX1GP120联合RANTES、MIP-1α基因免疫组小鼠血清的IFN-γ升高,有显著性差异(p<0．01); pVAX1GP120联合RANTES、MIP-1α基因免疫组小鼠的脾淋巴细胞增殖实验刺激指数(SI)以及特异性CTL活性 均高于pVAX1GP120免疫组,有显著性差异(p<0．01)。RANTES、MIP-1α基因联合HIV-1外膜蛋白基因疫苗免 疫小鼠,可能增强HIV特异性Th1细胞和CTL反应,RANTES、MIP-1α基因对体液免疫有加强作用。因此, RANTES、MIP-1α基因对于HIV-1外膜蛋白基因疫苗具有较好应用前景的免疫佐剂。