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血吸虫表膜蛋白是血吸虫体被的重要组成成份,与血吸虫能否在宿主体内寄生关系密切,也是抗血吸虫药物或疫苗最为直接的作用靶标。例如Sm23是曼氏血吸虫的表膜蛋白,已被WHO/TDR推荐为血吸虫病疫苗候选分子以进一步研究。但有关日本血吸虫膜蛋白的研究仍有待深入。
本研究目的:
通过公共数据库NCBI下载蛋白质数据并建立本地蛋白质数据库,借助生物信息学方法筛选可能的日本血吸虫特异性表膜蛋白。在此基础上,对具有潜在研究价值的表膜蛋白编码基因进行克隆和表达,并对重组蛋白的生物学与免疫学特性进行评价,以探讨其作为疫苗候选分子的研究开发价值。
材料与方法:
1.从公共数据库下载人、大鼠、小鼠、曼氏血吸虫的蛋白质数据及日本血吸虫的膜蛋白质数据并建立本地蛋白质数据库。基于日本血吸虫膜蛋白质数据库与其余四个蛋白质数据库的多序列比对结果,筛选到28个日本血吸虫膜蛋白,并从中确定profilin样蛋白(暂定名为Sj15)作为后续研究对象。
2.PCR扩增Sj15编码基因序列,并克隆到载体pGEX-4T-1中,进而诱导重组子pGEX-4T-1-sj15表达并纯化重组蛋白,对纯化的重组蛋白(rSj15)进行质谱鉴定。
3.纯化的rSj15免疫小鼠,以制备抗rSj15抗血清,用该血清作为探针、rSj15和血吸虫不同发育时期的可溶性蛋白作为抗原进行Western blot。
4.以抗rSj15血清作为一抗,对日本血吸虫的成虫石蜡组织切片及尾蚴虫体进行Sj15的免疫组织化学定位。
5.采用RT-PCR法检测DC IL-12的表达水平,分析rSj15对DC极化的影响;用rSj15刺激体外培养的髓源性树突状细胞(BMDC),采用流式细胞术检测DC表面标记分子及共刺激分子的表达水平,探讨rSj15对DC成熟的影响。
小结:
1.通过生物信息学分析,获得了28个日本血吸虫特异性膜蛋白编码序列,表现为其氨基酸序列与人、大鼠和小鼠的氨基酸序列相似性低或无相似性。为寻找疫苗候选分子或新药的靶标提供了有研究价值的信息。
2.经序列分析,发现了一个属Profilin蛋白超家族成员的膜蛋白序列,并命名为Sj15。该蛋白序列具有肌动蛋白结合蛋白典型的二级结构"螺旋-折叠-螺旋”。Sj15在日本血吸虫生活史各时期均有表达,定位于日本血吸虫成虫和尾蚴的表膜。
3.原核表达的重组Sj15(rSj15)具有良好免疫原性和抗原性。经过滤除菌和去除内毒素预处理的rSj15以不同剂量刺激体外培养髓源性DC(BMDC),均能上调其IL-12的表达;流式细胞学检测显示rSj15能够刺激体外培养的BMDC成熟,提示rSj15能诱导宿主以Th1为主的优势免疫应答,是具有重要研究价值的虫源性免疫分子。