技术领域
[0001] 本
发明提供了一种重组鸡球虫甲病毒颗粒疫苗,该病毒颗粒疫苗可用于
预防鸡球虫病,同时还公开了重组鸡球虫甲病毒颗粒制备方法,属于基因工程技术领域。
背景技术
[0002] 鸡球虫病是由孢子虫纲(Sporozoa)、
艾美
耳科(Eimeriidae)、艾美耳属(Eimeria)的球虫引起的一种寄生在鸡肠道的寄生性原虫病。该病呈世界性分布、感染率高、危害性大。感染球虫的雏鸡生长发育迟缓、精神萎靡、
羽毛逆立,严重时导致雏鸡死亡,死亡率能达到20%-80%。成年鸡多为带虫者,出现生长迟缓、羽毛逆立、产蛋率下降等病症。据不完全统计,每年仅鸡球虫病一项在世界范围内造成的经济损失就高达30亿美元以上。
[0003] 目前防治鸡球虫病主要依靠药物,然而长期依靠药物防治并非长久之计。首先是耐药性的问题,诸如经典的地克珠利、盐霉素、磺胺喹恶林、磺胺氯吡嗪、磺胺二甲
氧嘧啶等药物均已出现高度耐药;其次是药物残留问题,养鸡场违背农业部停药期规定长期滥用抗球虫药,导致的结果就是肉蛋产品药物残留超标,严重危害人类食品健康安全;最后是养鸡厂为检测耐药性和大量使用抗球虫药以及药厂研发新的抗球虫药所带来的成本增加。受以上这些因素影响,目前国内外已有越来越多的兽药制药公司从防治球虫病药物的领域撤出,现阶段已有多年未见新的化学合成抗球虫药问世。
[0004] 药物防治存在的诸多弊端,使得研究人员把目光转向疫苗领域,以期通过疫苗免疫的途径来达到预防鸡球虫病的目的。
[0005] 现阶段研究的较多的疫苗大体上可分为三类:活苗、
亚单位疫苗和DNA疫苗。活苗制备工艺复杂、运输不便,且存在散毒和毒
力返强等缺点,不适合大型集约化养殖条件下的多层笼养模式,因此活苗要想大规模推广难度巨大;亚单位疫苗存在着保护蛋白表达量低、修饰困难、免疫原性较低的
缺陷,也不能提供强有力的抗球虫保护作用;DNA疫苗相比传统的疫苗安全性好,本身不会散毒或产生毒素引发其它
疾病,但DNA疫苗也存在着诸多问题:如常规真核表达载体表达量低、
抗原免疫原性弱以及外源基因与宿主基因整合导致突变等,因此DNA疫苗目前也仅处于实验室研究阶段,并未商品化。而甲病毒载体的出现,为解决以上问题提供了很好的思路。
[0006] 甲病毒(Alphavirus)属于披膜病毒科(Togavirus family),遗传物质是单股正链RNA,其基因组的大小约为12kb,有2个开放性阅读框,5,端是甲病毒自身复制、转录所需酶和
信号的非结构蛋白区,并且该端具有帽子结构和CMV强启动子,该区包含nsP1、nsP2 、,nsP3和nsP4,该部分具有病毒的
包装信号;3端为编码甲病毒的结构蛋白序列,RNA(-)在复制酶的作用下合成全基因组的RNA和亚基因组RNA,最后在亚基因组启动子的作用下翻译成病毒的衣壳蛋白(Capsid)、E1、E2、6K等结构蛋白,并且该端具有终止信号(A69)和强转录终止信号SV40poly(A),终止信号使其正常转录及polyA(A)尾结构增强其
稳定性,使其完成表达。甲病毒复制子载体导入细胞后能快速高
水平地复制,研究证实SFV在细胞内的复制量能高达2×105个/细胞,远超常规的真核表达载体。甲病毒复制子载体还能诱导细胞凋亡,外源基因仅在胞浆中表达后便发生凋亡被宿主细胞清理而不会整合到宿主细胞上,大大提高了疫苗的安全性。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种重组鸡球虫甲病毒颗粒疫苗及制备方法,是一种包含鸡球虫Repair_PSII基因的重组甲病毒颗粒疫苗。
[0008] 本发明所述的一种重组鸡球虫甲病毒颗粒疫苗及制备方法,其的技术解决方案如下:包装成含鸡球虫Repair_PSII基因的重组甲病毒颗粒,首先必须获得能传递和表达该基因的重组质粒pSMART2b-Repair_PSII,且需证实其构建正确及能够表达。接着将重组质粒pSMART2b-Repair_PSII与辅助质粒pSHCAR
转染入甲病毒的宿主细胞(如293细胞),然后收集病毒原液并感染BHK-21细胞,最后得到含鸡球虫Repair_PSII基因的重组甲病毒颗粒疫苗。
[0009] 1、重组质粒pSMART2b-Repair_PSII的构建及表达首先提取柔嫩艾美耳球虫的总RNA并反转录为cDNA,通过PCR扩增出Repair_PSII基因;
然后连接、转化及克隆成质粒pMD18-T-Repair_PSII,并通过限制性内切酶BamHI和ClaI以及
生物测序鉴定连接情况,同法将粘性端Repair_PSII基因连接至甲病毒复制子载体pSMART2b上;然后将重组质粒pSMART2b-Repair_PSII转染进293细胞,Western blot鉴定Repair_PSII基因表达情况;
2、重组鸡球虫甲病毒颗粒疫苗制备
将鉴定和表达正确的重组质粒pSMART2b-Repair_PSII与辅助质粒pSHCAR用脂质体法转染入293细胞,6小时换液,48小时收集病毒原液。向病毒原液中加入1/20体积的α-糜蛋白酶溶液(10 g/L),室温孵育40min以激活病毒(将p62糖蛋白裂解成E2和E3蛋白以活化病毒),然后加入1/15体积的抑肽酶aprotinin(10 g/L),室温孵育5 min;取适量激活后的病毒原液感染BHK-21细胞,48小时后收集重组鸡球虫甲病毒颗粒用于摄透射电镜观察和Western blot鉴定Repair_PSII基因的表达情况;
3、重组鸡球虫甲病毒颗粒疫苗制备方法优化
参照Invitrogen公司的转染
试剂LipofectamineTM3000
说明书,将重组质粒pSMART2b-Repair_PSII与辅助质粒pSHCAR按照摩尔比1:1.5的(共2.5ug)共转染入293细胞,6小时换液,48小时收集病毒原液;同时,采用先取辅助质粒pSHCAR 2.5ug单转染入293细胞,6小时换液,24小时时再取重组质粒pSMART2b-Repair_PSII 2.5ug单转染入293细胞,6小时换液,
48小时收集病毒原液;最后将优化的病毒原液分别感染BHK-21细胞,取少量重组鸡球虫甲病毒颗粒拍摄透射电镜。
[0010] 本发明的积极效果在于:提供了一种包含鸡球虫Repair_PSII基因的重组甲病毒颗粒疫苗,选用基于SFV的甲病毒复制子载体pSMART2b与柔嫩艾美耳球虫保护性抗原基因Repair_PSII连接,构建出重组质粒pSMART2b-Repair_PSII并用辅助质粒pSHCAR包装成含Repair_PSII基因的甲病毒颗粒疫苗,具有保护效果好、诱导免疫水平高、安全性高的优势。
附图说明
[0011] 图1 Repair_PSII基因
电泳图;图2 限制性内切酶鉴定pMD18-T-Repair_PSII电泳图;
图3 限制性内切酶鉴定重组质粒pSMART2b-Repair_PSII电泳图;
图4 Western blot法鉴定重组质粒在293细胞表达图;
图5 Western blot法鉴定重组鸡球虫甲病毒颗粒图;
图6重组鸡球虫甲病毒颗粒透射电镜图;
图7重组甲病毒颗粒感染BHK-21细胞的X-gal分析图;
图8 双
抗体夹心ELISA测定免疫后鸡血清中细胞因子变化情况图。
具体实施方式
[0012] 通过以下
实施例进一步举例描述本发明,并不以任何方式限制本发明。下面用实施例来进一步说明本发明的实质性内容,但本发明的内容并不局限于此。
[0013] 实施例1重组质粒pSMART2b-Repair_PSII的构建、鉴定及表达
1、Primer 5.0
软件设计引物PCR法扩增鸡球虫Repair_PSII基因,序列如SEQ no.1所示;
上游:5’-CGCGGATCCGATGGACTGGCTTTCGAGCGAG-3’(BamH I)
下游:5’-CCCATCGATACGATACTTGGCAATCTCG-3’ (ClaI)
2、以鸡球虫cDNA为模板,PCR法扩增鸡球虫Repair_PSII基因,做纯化处理后连接至克隆载体pMD18-T,转化DH5α感受态细胞并克隆,并用限制性内切酶BamHI和ClaI切下含粘性末端的Repair_PSII基因
片段,同法获得含BamHI和ClaI粘性末端切口的pSMART2b载体(参见图1-4);
3、按照含无内毒素质粒pSMART2b-Repair_PSII 2.5ug,转染试剂
LipofectamineTM3000 7.5ul的条件制备转染复合物,转入培养至60%-80%汇合度的293细胞,转染6小时后换液,以浓度为2.0%胎
牛血清和1.0%双抗的DMEM培养基继续培养48小时。
收集培养48小时后的293细胞,裂解细胞并获取全蛋白,用兔抗鸡球虫Repair_PSII蛋白的多抗血清做Western blot鉴定(参见图5)。
[0014] 实施例2重组鸡球虫甲病毒颗粒疫苗制备
1、将鉴定和表达正确的重组质粒pSMART2b-Repair_PSII、辅助质粒pSHCAR和转染试剂LipofectamineTM3000按照1ug:1.5ug:7.5ul的比例制成转染复合物共转染入汇合度60-80%的293细胞,6小时换成含2.0%胎牛血清和1.0%双抗的DMEM培养基继续培养48小时,48小时后收集病毒原液。
[0015] 2、向病毒原液中加入1/20体积的α-糜蛋白酶溶液(10g/L),室温孵育40 min后(为将p62糖蛋白裂解成E2和E3蛋白以活化病毒)加入1/15体积的抑肽酶aprotinin(10g/L),室温孵育5min。接着将激活的病毒原液感染BHK-21细胞,2小时后换成含2.0%胎牛血清和1.0%双抗的DMEM培养基继续培养48小时,48小时后收集重组鸡球虫甲病毒颗粒。最后取少量甲病毒颗粒拍摄透射电镜及Western blot法鉴定Repair_PSII基因表达(参见图6)。
[0016] 实施例3感染BHK-21细胞的X-gal分析
X-gal原位
染色后的阳性细胞呈蓝细胞,可初步估计rSFV-Repair_PSII颗粒滴度,400×(40×目镜+10×物镜)倍数下,随机找3个
视野计算蓝细胞的平均数,然后确定滴度。每个视野蓝细胞数×平
板面积/一个视野面积,所得结果×lml/实际所用病毒悬液体积(ml),即得出病毒滴度(IU/ml)(参见图7)。
[0017] 实施例4重组鸡球虫甲病毒颗粒疫苗抗柔嫩艾美耳球虫保护效果
将160只13日龄的健康雏鸡随机分成4组,每组40只。免疫组按照14日龄一免、21日龄二免、28日龄三免的免疫程序每组肌注100μl重组甲病毒颗粒与100μl佐剂的
混合液;佐剂对照组按照上述免疫程序只注射100μl佐剂;同时设立阴性对照组(白对照)和阳性对照组(红对照),白对照组不免疫不攻虫,红对照组不免疫攻虫。在免疫之前和攻虫前每组随机选取5只鸡进行心脏
采血和脾脏淋巴细胞分离,测定血清中抗体水平、IL-2、IL-4、IL-10和IFN-γ表达水平,MTT法测定鸡脾脏淋巴
细胞增殖情况等指标。第三次免疫7天后口服接种柔嫩艾美耳球虫孢子化
卵囊1×104个/只进行攻虫试验,并进行存活率、相对增重率、盲肠病变计分、OPG、ACI等指标的统计测定。最终以综合抗球虫指数(ACI)来评价甲病毒颗粒对鸡的免疫保护效果(参见图8)。
[0018] 各组实验鸡的ACI综合评价见1表:表1. 重组质粒抗E. tenella的抗球虫指数
组别 存活率(%) 相对增重率(%) 病变值 卵囊值 抗球虫指数(ACI)
rSFV-Repair_PSII组 100 92.98 6 1 185.98
佐剂组 90 64.91 24 10 120.91
阳性对照 90 56.14 27 10 109.14
阴性对照 100 100 0 0 200
结论:参见表1所示,免疫rSFV-Repair_PSII组的综合抗球虫指数为185.98,与阳性对照组的抗球虫指数109.14相比,明显高于阳性对照组,显示了良好的保护效果。