捻转血矛线虫新基因Hcher-1和HecMSP的克隆与阶段性表达特性分析

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捻转血矛线虫(Haemonchuscontortus)属毛圆科(Trichostrongylidae)血矛属(Haemonchus)线虫,是山羊等反刍动物的主要胃肠道寄生虫之一,患病动物通常表现为贫血、消瘦甚至死亡,造成巨大经济损失。目前的主要防治方法是使用化学药物驱虫,但随着抗药性虫株的出现,化学药品治疗正受到严重的挑战,人们正努力寻求通过免疫学的方法,代替化学药物控制该病。   目前,捻转血矛线虫免疫学方面的研究已取得了重要进展,但尚无商品化疫苗用于该病的防控。对该寄生虫发育与调控研究可深入了解其生物学特性,从而为控制该病提供更多的研究思路。本研究进行了捻转血矛线虫Hcher-1和HcMSP基因的克隆和原核表达,研究了其部分生物学特性,并对其在各发育阶段的表达情况进行了定量分析,并对其在虫体发育过程中的功能做出了预测。   1.捻转血矛线虫Hcher-1基因的克隆、表达及免疫原性分析   根据C.elegans,C.briggsa和B.malayi的her-1基因保守序列设计引物,从捻转血矛线虫cDNA中扩增出597bp的DNA片段,经克隆测序后以此EST为基础,利用5RACE和3RACE技术分别获得该基因的5端和3端未知序列,将这些序列拼接后获得捻转线虫Hcher-1基因的全长cDNA序列(1091bp),序列分析发现,该基因含有一个960bp的最大开放阅读框(ORF)、67bp5非翻译区和64bp3非翻译区。根据此ORF设计1对特异性引物,以捻转血矛线虫的总RNA为模板,采用RT-PCR技术,扩增出960bp的DNA片段,与推导的ORF长度相同。将该片段克隆到pET-28a(+)载体中,转化大肠杆菌Rosseta,用IPTG进行诱导表达。SDS-PAGE结果分析发现融合蛋白在上清和包涵体中均有表达,分子量约38kDa。以该重组蛋白免疫大鼠制备血清作为一抗,westernblot分析天然HcHER-1蛋白,结果在约35kDa处出现特异性条带,与其理论大小一致。   2.捻转血矛线虫HcMSP基因的克隆、表达及免疫原性分析   根据捻转血矛线虫雄虫总蛋白的质谱分析结果和GenBank中秀丽新杆线虫主要精子蛋白(MSP)核苷酸序列(登录号为173888)设计一对特异性引物,利用RT-PCR技术获得捻转血矛线虫HcMSP基因的表达序列标签EST。依据此EST设计基因特异性引物,利用5RACE和3RACE技术分别获得该基因的5端和3端未知序列,将这些序列拼接后获得捻转血矛线虫HcMSP基因的全长cDNA序列(439bp)。序列分析发现,该基因含有一个381bp的最大开放阅读框(ORF)、17bp5非翻译区和41bp3非翻译区。根据此ORF设计1对特异性引物,以捻转血矛线虫的总RNA为模板,采用RT-PCR技术,扩增出381bp的产物。将该片段连接到原核表达质粒pET28a(+),转化大肠杆菌Rosseta,IPTG诱导表达。SDS-PAGE分析表明重组蛋白在上清和包涵体中均有表达,分子量约为18kDa。以自然感染山羊血清为一抗,westernblot分析未发现相应条带,说明捻转血矛线虫主要精子蛋白可能是一种隐蔽抗原。以该重组蛋白免疫大鼠制备血清为一抗,westernblot分析,天然HcMSP蛋白分子量约为15kDa。   3.Hcher-1和HcMSP基因阶段性表达特性分析   根据前期工作克隆到的捻转血矛线虫Hcher-1和HcMSP基因全长序列设计荧光定量PCR引物。SYBRGreenⅠ染料荧光定量法对所设计引物的扩增效率验证,筛选符合要求的引物。用ΔΔCt法对这两个基因在捻转血矛线虫的虫卵期,第三期幼虫期,雌虫和雄虫中的表达情况进行定量分析。结果显示Hcher-1在雄虫中表达量最高,虫卵和三期幼虫其次,约为雄虫表达量的1/3,雌虫中最低,约为雄虫表达量的1/8;HcMSP在雄虫中的表达量最高,虫卵其次,约为雄虫表达量的1/8,雌虫和三期幼虫最低,约为雄虫的1/800。
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