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CpG寡核苷酸序列(CpG oligodeoxynucleotides,CpG ODN)能够直接或间接刺激人和小鼠等多种高等动物的B淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞等抗原提呈纽胞以及天然杀伤细胞的活化或增殖,是一种极具潜力的免疫刺激剂。本研究通过全面体外(单核细胞刺激)体内(先天性免疫刺激能力)筛选对仔猪具有免疫刺激活性的CpG ODN,确定出1条具有最佳免疫刺激功能的CpG ODN,并将该序列克隆入载体中,然后研究这些序列的体内与疫苗共同使用的特异性免疫刺激作用。主要的研究结果如下:
1.设计了的35条CpG ODN(未报道的),比较了不同的CpG基序、CpG基序的数目、CpG两端碱基、磷酸骨架的修饰等条件对猪外周血单核细胞的刺激效应。结果发现具有免疫剌激活性的序列均有一定的结构特征,最终筛选出7条对猪PBMC具有较明显刺激作用的CpG序列。该7条CpG ODN均能有效刺激PBMC和猪脾脏细胞增殖、促进分泌IFN-γ、抑制IL-4的分泌,CpG ODN刺激猪脾脏细胞增殖及分泌IFN-Y效果优于猪外周血单核功能(Peripheral blood mononuclear cells,PBMC);同时还能促进PBMC的IL-2诱生和主要组织相容性复合体II类(Major histocompatibility complexclassⅡ,MHC-Ⅱ)抗原表达,其中刺激效果最佳的序列是的CpGlO、CpG30和CpG31。
2.利用本研究已筛选出的3条序列,首次在国际上开展了初生仔猪先天性免疫应答中,CpG ODN对仔猪CD<4+>、CD<8+>T细胞亚群、血清IFN-γ、PBMC的MHC-Ⅱ抗原表达影响的研究。结果发现该3条序列能在一定程度上抑制CD<4+>T淋巴细胞和CD<4+>/CD<8+>比例下降。CpG10、CpG30和CpG31均能诱导高含量的血清IFN-γ并上调PBMC的MHC-II抗原表达。因此,通过全面的体外体内筛选,最终确定1条(CpG31)作为仔猪最佳免疫剌激序列,并将其连接入pMD18-T载体中,获得1株重组质粒pMD18-T-CpG31/1。
3.分别以猪伪狂犬病毒和猪链球菌疫苗作为病毒性和细菌性抗原,CpG31或pMD18-T-CpG31/1作为疫苗佐剂均可以显著提高抗原特异性抗体水平。通过比较初生仔猪的抗原特异性抗体亚型滴度、IFN-γ、IL-4(以猪伪狂犬病毒疫苗为抗原),和仔猪IFN-γ、IL-6、MHC-II、CD14表面分子表达(以猪链球菌疫苗为抗原),发现CpG31、pMD18-T-CpG31/1既能诱导强烈的抗原特异性的细胞免疫应答,又能诱导强烈的体液免疫应答,且可以将Th2倾向型免疫应答,转向Th1倾向型免疫应答。由于500 μg/kg和50 μg/kg剂量的体液免疫和细胞免疫应答水平相近,从成本角度考虑,使用50μg/kg剂量较为适宜。该部分研究率先在国内开展了CpG ODN重组质粒增强初生仔猪对猪PRV活疫苗和仔猪对猪SSSK灭活疫苗免疫效果的研究,从而为CpGODN作为免疫制剂在动物中的应用提供了重要依据。