昆虫细胞杆状病毒系统表达病毒样颗粒(VLPs)的调控研究

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利用杆状病毒表达系统表达病毒某些结构蛋白,能形成具有良好抗原性和免疫原性的颗粒样或核心样病毒粒子(Virus like particle, VLP)。猪圆环病毒2型(PCV2)和犬瘟热病毒(CDV)分别是两种危害较大的动物疾病——猪断奶多系统综合征(PMWS)和犬瘟热(CD)的主要病原,研制针对这两种病原的安全、高效、廉价的新型疫苗具有重要的应用价值。本文利用多拷贝基因、启动子修饰(BS)和绝缘子修饰等多种调控手段对重组杆状病毒进行修饰,以调控PCV2病毒样颗粒(PCV2VLPs)在昆虫细胞中的表达,并对CDV病毒样颗粒(CDV-VLPs)的形成和分泌进行了系统研究。本文首先利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统成功构建了一系列经过不同修饰改造并分别以EGFP和PCV2 Cap为目的基因的重组病毒。通过成功构建的rBac-Cap重组病毒感染Sf9细胞,透射电镜观察证实了PCV2病毒样颗粒的形成。为了研究不同调控手段对PCV2 Cap蛋白表达的影响,本文首先以EGFP作为报告蛋白,通过检测相对荧光强度的方法检测分析了不同调控手段对EGFP蛋白表达的影响。研究结果发现,以rBac-EGFP作为对照,2个和3个拷贝EGFP基因的重组病毒蛋白表达量相比对照的EGF P蛋白表达量分别提高了50%和80%,重复BS修饰多角体启动子的重组病毒EGFP蛋白表达量提高了24%,鸡绝缘子HS4正向插入到目的基因表达盒下游的重组病毒EGFP蛋白表达量相比对照提高了32%。进一步的转录水平分析发现,多拷贝、重复BS序列修饰以及绝缘子修饰均可以提高目的基因的转录水平。之后,利用自主建立的定量PCV2 Cap蛋白ELISA检测方法,检测分析了不同调控手段对 PCV2Cap蛋白表达的影响,以rBac-Cap作为对照,发现2和3个拷贝PCV2 Cap基因的重组病毒PCV2 Cap蛋白表达量和对照相比分别提高了13%和27%,重复BS修饰多角体启动子的重组病毒PCV2 Cap蛋白的表达量提高了14%,鸡绝缘子正向插入到目的基因表达盒下游的重组病毒PCV2 Cap表达量提高了24%。研究结果表明,不同的调控策略中绝缘子正向修饰对PCV2 Cap蛋白表达量的提高作用最明显,并且不难看出不同调控策略对EGFP蛋白的表达量提高的程度要高于PCV2 Cap蛋白表达量提高的程度,这可能是由于PCV2 Cap蛋白本身的特性导致的。为了系统研究CDV病毒样颗粒的形成和分泌,本文首先利用逆转录的方法扩增出了CDV的四个结构蛋白基因M、H、NF,并与NCBI中8株已经公布序列的CDV的H、N、F基因进行了同源性分析,发现N保守型较强,H和F具有较高的突变率。之后,本文利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统成功构建了分别表达四个结构蛋白的重组病毒,并将四个重组病毒单独感染Sf9细胞和组合共感染Sf9细胞。从四个重组病毒单独感染Sf9细胞的细胞沉淀和细胞培养上清Western Blot检测结果发现,重组病毒rBac-M单独感染Sf9细胞时,M蛋白可以分泌到培养上清中,透射电镜观察证实形成了类似于CDV野毒粒子形态的病毒样颗粒,表明CDV的M蛋白在昆虫细胞中可以单独表达形成VLPs,说明M蛋白是形成CDV病毒样颗粒的最小蛋白组成;不同重组病毒组合共感染Sf9细胞的细胞沉淀和细胞培养上清Western Blot检测结果表明,结构蛋白N、H和F不能随M蛋白分泌到细胞外。
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