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人乳头瘤病毒(HPV)是引起宫颈癌和尖锐湿疣等疾病的主要因素,如何预防与治疗HPV引起的疾病已成为世界性的课题。HPV预防性疫苗是目前公认的预防宫颈癌和尖锐湿疣发生的最有效手段。目前评价HPV疫苗保护性的主要标准是利用HPV假病毒检测免疫后的血清中是否含有高滴度的中和抗体,而产生的中和抗体是否具有可靠的保护性,这些数据在临床中较少。因此为了证明HPV疫苗是否能有效的预防人乳头瘤病毒的感染,需要合适的动物模型对疫苗的效果进行评价。
HPV严格的种属特异性和组织特异性给HPV体外大量培养带来了极大的困难。研究发现通过质粒转染细胞获得的HPV假病毒与真病毒具有相似的形态结构和感染性,这些特征促使HPV假病毒替代真病毒构建动物感染模型。
本研究将经过密码子优化的HPV16L1&L2质粒和荧光素报告基因表达质粒通过PEI方法共转染293FT细胞,72小时后收集裂解细胞,收获假病毒,利用活体成像仪对假病毒滴度进行测定。在实验过程中,发现质粒的质量及纯度直接影响着假病毒的滴度,因此为了保证实验中生产的假病毒可以满足检测需要,本研究通过摸索建立了质粒纯化及质粒质量检测的方法:利用Sepharose6FF和SOURCE30Q柱层析两步法纯化质粒,纯化后的质粒使用Q sepharose TM FastFlow柱层析检测ocDNA和ccDNA的量和G3000检测纯度。
本研究又对HPV假病毒进行了深入的研究,通过HPV16双抗夹心系统检测出利用293FT细胞生产出的HPV16假病毒的浓度为12μg/ml,Western-Blot验证了假病毒中含有HPVL1&L2蛋白;为了研究HPV假病毒的结构,本文摸索了假病毒的纯化方法,确定了Superose6 prep grade柱层析结合Capto core700两步纯化假病毒的方法,可以达到较好的纯化效果,纯化后的假病毒在透射电镜视野下可以观察到大量直径为60nm的假病毒颗粒,为假病毒结构解析奠定了基础。
本研究将HPV16L1&L2和Luc报告基因质粒通过PEI共转染293FT细胞,获得包裹Luc报告基因的HPV16假病毒,利用活体成像仪检测HPV16假病毒滴度。通过注射醋酸甲羟孕酮使实验小鼠进入动情间期,壬苯醇醚-9(N-9)化学损伤其阴道,继而进行HPV16假病毒攻毒感染并用活体检测仪检测小鼠阴道中荧光素酶报告基因的表达情况。成功建立假病毒感染小鼠模型后,本研究又进行了假病毒滴度与最低感染剂量关系的摸索。为了将此模型应用于疫苗保护性检测,本研究又将HPV16疫苗分三种剂量免疫小鼠,免疫6周后利用HPV16假病毒小鼠感染模型评价HPV16疫苗的保护性,检测结果显示最低剂量(22ng)免疫的小鼠产生的中和抗体完全可以抵御HPV16 PsV的感染,表明了该假病毒感染模型具有较好的实际应用性。
综上所述,本研究成功地摸索出质粒纯化与质控及HPV假病毒颗粒纯化的方法,为稳定生产HPV假病毒和假病毒的低温电镜结构、L1&L2相互作用研究奠定了基础;本研究建立的HPV假病毒小鼠感染模型,为HPV感染干预研究、致病、免疫逃逸、宫颈癌治疗药物及疫苗的研究奠定基础,并为鉴定HPV中和单抗和评价候选疫苗的免疫保护效果提供了有效手段。