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猪的一些烈性传染病严重威胁着养猪业的发展,同时也对人类健康存在着巨大隐患。目前疫苗免疫仍是我国猪病防控的主要措施,而佐剂的优良直接关系到疫苗的使用效果,如何在安全剂量疫苗接种下提高动物机体的免疫力成为当今世界疫苗开发研究的热点之一。
细胞因子在介导和调节免疫应答中具有重要作用,又是机体的自身物质,相比传统佐剂作为免疫增强剂具有更多优势。白细胞介素2(IL-2)和白细胞介素6(IL-6)是机体重要的免疫调节因子,具有多种生物学活性。IL-2属于Th1细胞因子,主要发挥细胞免疫功能,IL-6属于Th2细胞因子,主要发挥体液免疫功能,两者在免疫应答系统中相辅相成,在分别刺激细胞与体液免疫的同时也能相互诱导对方而开启另一支路,IL-2与IL-6的这种协同作用有可能成为一种能够平衡Th1和Th2应答的新型、高效的免疫增强剂。鉴于此,本实验开展了pIL-2和pIL-6两个基因的克隆、单表达、融合表达及融合蛋白的免疫调节活性研究,在表达策略及纯化方法上进行了改进,过程简单易行,有利于产业化。
以刀豆蛋白(ConA)刺激从猪外周血中分离的淋巴细胞,提取总RNA,采用反转录PCR(RT-PCR)技术扩增pIL-2、pIL-6基因,将扩增到的基因分别与pMD18T载体连接后进行PCR、酶切及测序鉴定,结果表明:克隆的pIL-2 cDNA全长为478个碱基,ORF为465个碱基,编码154个氨基酸,克隆的pIL-6 cDNA全长为653个碱基,ORF为639个碱基,编码212个氨基酸,与NCBI/GenBank公布的pIL-2和pIL-6基因比对同源性均在99%以上,从而证实成功克隆了pIL-2和pIL-6基因,并用DNAstar等软件对序列进行了分析。
根据克隆的pIL-2和pIL-6基因阅读框序列设计表达引物进行PCR,将扩增产物与pET30a进行连接后转化大肠杆菌,经酶切、PCR和测序鉴定,表明pIL-2和pIL-6分别成功插入到pET30a中。用IPTG诱导融合蛋白表达,经SDS-PAGE和western-blot分析表明pIL-2和pIL-6蛋白得到了成功表达,所表达的重组蛋白主要以包涵体形式存在,分子量分别约为23KDa和30KDa,经凝胶薄层扫描,IL-2和IL-6的最高表达量分别可达菌体蛋白的27.4%和59.7%。将包涵体提纯、透析复性后免疫家兔,制备的兔抗猪IL-2和IL-6的多克隆抗体经ELISA检测效价均在1∶12800以上。
根据克隆的pIL-2和pIL-6基因阅读框序列设计将pIL-2和pIL-6成熟肽基因进行融合表达的引物,在pIL-6的下游引物和pIL-2的上游引物中分别设计一段柔性的Linker序列,然后利用酶切、连接方法将两段序列进行串联后插入到原核表达载体pBV220中的适当位置,获得重组质粒pBVpIL-6-2,转化大肠杆菌后,42℃诱导表达得到重组融合蛋白pIL-6-2,分子量约为36.7 kDa,最高表达量可占菌体总蛋白的40%。wsetern-blot检测结果显示pIL-6-2与制备的兔抗pIL-2抗体和pIL-6抗体均可以发生反应,具有很好的免疫反应性。对蛋白进行纯化复性后用MTT法检测其生物学活性,结果显示不同浓度的pIL-6-2蛋白对小鼠脾淋巴细胞的增殖活性差异很大,其中以0.1μg/mL浓度的pIL-6-2免疫增强活性最好。
本研究通过对开展pIL-2和pIL-6这两种细胞因子的研究,以期获得一种效果显著、便于临床应用及产业化的细胞因子蛋白佐剂,来提高疫苗的免疫效果,控制疾病的发生和流行,促进养猪业的健康发展。