本發(fā)明屬于新城疫疫苗技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種新城疫病毒樣顆粒、制備方法及其應(yīng)用的專利申請(qǐng)。
背景技術(shù):
新城疫是由新城疫病毒引起的以感染禽類為主的一種急性、熱性、敗血性和高度接觸性傳染病,被OIE列為必報(bào)動(dòng)物疫病,也是我國中長期規(guī)劃五大優(yōu)先防治的動(dòng)物疫病之一。新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)在病毒學(xué)分類中屬于副黏病毒科、禽副黏病毒屬的一個(gè)種,即禽副黏病毒1型,是一種不分節(jié)段的單分子負(fù)鏈RNA病毒。
新城疫病毒基因組結(jié)構(gòu)模式為3’-NP-P-M-F-HN-L-5’,依次編碼六種結(jié)構(gòu)蛋白:核衣殼蛋白(Nucleocapsid protein,NP)、磷蛋白(Phosphor protein,P)、基質(zhì)蛋白(Matrix protein,M)、融合蛋白(Fusion protein,F(xiàn))、血凝素-神經(jīng)氨酸酶蛋白(Heamagglutinin-Neuraminidase protein,HN)和大分子蛋白(Large protein,L)。新城疫病毒顆粒為有囊膜的病毒粒子,呈多形性,直徑約為120nm~300nm,囊膜表面覆蓋有8nm長的纖突,病毒粒子內(nèi)部為一直徑17nm左右的卷曲核衣殼。基質(zhì)蛋白M位于囊膜和核衣殼之間,既與膜結(jié)合又與核衣殼結(jié)合,是新城疫病毒粒子形成和出芽的主要驅(qū)動(dòng)力。
病毒樣顆粒(Virus-like particles,VLPs)是由某種病毒的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白自行裝配而成的高度結(jié)構(gòu)化的空心蛋白顆粒,不含病毒核酸,無法自主復(fù)制,不存在基因重組或重配和毒力回復(fù)的可能,安全性高,在形態(tài)上與天然病毒顆粒相似,能夠通過與病毒感染一樣的途徑,以接近真實(shí)構(gòu)象的形式遞呈給免疫細(xì)胞,更容易被機(jī)體免疫系統(tǒng)識(shí)別,從而有效誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫保護(hù)反應(yīng)。
病毒樣顆粒的制備可基于大腸桿菌、酵母、哺乳動(dòng)物細(xì)胞以及昆蟲桿狀病毒這四種表達(dá)系統(tǒng),而利用昆蟲桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)制備的病毒樣顆粒種類已占到了30%以上,其主要原因在于該系統(tǒng)具有不同于其他表達(dá)系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn):(1)承載量大:桿狀病毒可容納較大的外源DNA插入(約l0kb)而不影響病毒的復(fù)制與裝配;(2)高效表達(dá):多角體基因和p10基因有非常強(qiáng)大的啟動(dòng)子能驅(qū)動(dòng)靶基因的高水平表達(dá),外源基因表達(dá)量往往是其他系統(tǒng)的幾十到幾百倍;(3)表達(dá)產(chǎn)物后加工較完善:昆蟲細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)的后加工系統(tǒng)與哺乳動(dòng)物細(xì)胞接近,具有表達(dá)產(chǎn)物能糖基化、磷酸化、脂肪酞化、酞胺化、切割信號(hào)膚和形成三級(jí)或四級(jí)高級(jí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),所以在結(jié)構(gòu)、生物活性、抗原性和免疫性等方面與天然蛋白有很高的相似性;(4)借助多元表達(dá)載體或借幾個(gè)不同重組病毒共感染,可以同時(shí)表達(dá)兩個(gè)或多個(gè)外源蛋白,便于研究肽鏈的裝配和蛋白寡聚體的結(jié)構(gòu)和功能;(5)適合表達(dá)細(xì)胞毒性蛋白:應(yīng)用晚期多角體蛋白基因啟動(dòng)子表達(dá)外源基因,即使表達(dá)產(chǎn)物是細(xì)胞毒性蛋白,也不影響表達(dá)水平,因?yàn)樵谶@些有毒產(chǎn)物表達(dá)之前,病毒已經(jīng)完成復(fù)制并釋放出大量成熟的子代毒粒,不會(huì)干擾病毒的復(fù)制;(6)安全性好,桿狀病毒是昆蟲或者節(jié)肢動(dòng)物病毒,對(duì)人畜無害,外源基因插入多角體蛋白基因位點(diǎn)引起其缺失或失活,因此重組病毒不能產(chǎn)生包涵體,這不僅為重組病毒提供了選擇標(biāo)記,而且重組病毒無多角體蛋白形成,失去了病毒粒子的天然防護(hù)物一多角體蛋白結(jié)晶體,極易在自然環(huán)境中失活,不能像野生病毒那樣在環(huán)境中長期存在,在自然界生存能力弱,所以更加安全;(7)桿狀病毒表達(dá)載體通用性廣,能用于表達(dá)來自病毒、細(xì)菌、真菌、植物和動(dòng)物幾乎所有蛋白,并且能表達(dá)帶有內(nèi)含子的外源基因。因此,用該系統(tǒng)生產(chǎn)病毒樣顆粒容易形成產(chǎn)業(yè)化。
雞新城疫自1946年在我國首次報(bào)道至今已在中國存在60多年,表現(xiàn)出一定新的臨床及流行特點(diǎn)。流行病學(xué)數(shù)據(jù)充分證明基因VII型已經(jīng)成為我國NDV流行的主要優(yōu)勢(shì)基因型,但也存在基因III、IX和VI型等散發(fā),基因VII型NDV所占的比重呈逐年上升趨勢(shì)。與此同時(shí),NDV經(jīng)過世界范圍內(nèi)四次大流行后,其宿主范圍也不斷擴(kuò)大,迄今能自然或人工感染的禽類已超過250多種。過去認(rèn)為,NDV一般不對(duì)鴨、鵝等水禽有致病性,而近十幾年,在鴨群、鵝群中常見新城疫的暴發(fā)與流行。大量流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前我國NDV的優(yōu)勢(shì)流行株屬于基因VII型,而目前國內(nèi)普遍使用的疫苗LaSota為基因II型,雖然它們同屬一個(gè)血清型,但在遺傳距離上相差較遠(yuǎn),對(duì)當(dāng)前NDV強(qiáng)株的攻擊并不能提供理想的免疫保護(hù)效力。
目前常用的生產(chǎn)活疫苗的毒株有Mukteswar株(I系苗)、Hitchner B1株(II系苗)、F株(III系苗)、LaSota株(IV系苗)以及V4弱毒苗。其中I系苗為中等毒力型,II、III、IV系疫苗毒力較弱。弱毒苗可通過大規(guī)模飲水、噴霧和氣霧進(jìn)行免疫,進(jìn)而刺激黏膜免疫,而且疫苗毒可以從免疫禽傳播給未免疫禽。其不足之處在于污染環(huán)境,并且有毒力返強(qiáng)可能,在機(jī)體抵抗力下降時(shí),可能引起發(fā)病。生產(chǎn)滅活苗的毒種一般包括LaSota、Ulster等,實(shí)際生產(chǎn)中多用來制造二聯(lián)或多聯(lián)疫苗。滅活苗產(chǎn)生抗體水平較高,持續(xù)時(shí)間較長,比較容易儲(chǔ)存,受母源抗體影響小,免疫不良反應(yīng)小;但滅活苗免疫時(shí)需要較大劑量,所以成本較高。
目前,對(duì)于新城疫疫情通常采取封鎖疫點(diǎn)、全群撲殺,并消毒直到最后一例病例處理完畢后14天內(nèi)無新病例為止,因此疫苗免疫成為預(yù)防該病的主要手段之一。鑒于新城疫的流行對(duì)我國整個(gè)養(yǎng)禽業(yè)造成的巨大的經(jīng)濟(jì)損失,研制新的預(yù)防疫苗仍然具有十分重要的應(yīng)用意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的在于提供一種新城疫病毒樣顆粒及其制備方法,從而為新的新城疫疫苗的制備奠定基礎(chǔ)。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案詳述如下。
一種新城疫病毒樣顆粒,為由M蛋白、F蛋白、NP蛋白和HN蛋白自行組裝形成的空心化結(jié)構(gòu)的蛋白顆粒;其中M蛋白對(duì)應(yīng)的M1基因的堿基序列如SEQ ID NO.1所示,F(xiàn)蛋白對(duì)應(yīng)的F1基因的堿基序列如SEQ ID NO.2所示,NP蛋白對(duì)應(yīng)的NP1基因的堿基序列如SEQ ID NO.3所示,HN蛋白對(duì)應(yīng)的HN1基因的堿基序列如SEQ ID NO.4所示。
所述新城疫病毒樣顆粒作為預(yù)防禽新城疫病毒感染滅活疫苗的應(yīng)用。
所述新城疫病毒樣顆粒的制備方法,包括如下步驟:
(1)人工合成并PCR擴(kuò)增各結(jié)構(gòu)蛋白基因序列,即分別人工擴(kuò)增序列表中SEQ ID NO.1~4所示的M1基因、F1基因、NP1基因、HN1基因的堿基序列;
(2)構(gòu)建表達(dá)新城疫病毒結(jié)構(gòu)蛋白的重組桿狀病毒,具體為,
將步驟(1)中的M1基因、F1基因、NP1基因、HN1基因分別克隆至轉(zhuǎn)移載體pFastBac1中,獲得重組質(zhì)粒pFastBac1-M1、pFastBac1-F1、pFastBac1-NP1、pFastBac1-HN1;
將重組質(zhì)粒pFastBac1-M1、pFastBac1-F1、pFastBac1-NP1、pFastBac1-HN1分別轉(zhuǎn)化Escherichia coli DH10 Bac 感受態(tài)細(xì)胞,篩選獲得重組桿粒rBacmid-M1、rBacmid-F1、rBacmid-NP1、rBacmid-HN1;
利用脂質(zhì)體介導(dǎo)轉(zhuǎn)染法,將重組桿粒rBacmid-M1、rBacmid-F1、rBacmid-NP1、rBacmid-HN1分別轉(zhuǎn)染宿主Sf9昆蟲細(xì)胞,獲得重組桿狀病毒rBV-M1、rBV-F1、rBV-NP1、rBV-HN1;
(3)新城疫病毒樣顆粒的制備和純化,具體為,
將重組桿狀病毒rBV-M1、rBV-F1、rBV-NP1、rBV-HN1共接種感染宿主Sf9昆蟲細(xì)胞,四種結(jié)構(gòu)蛋白在表達(dá)并自行組裝后,所形成的病毒樣顆粒會(huì)分泌到細(xì)胞培養(yǎng)上清中,在初步離心去除細(xì)胞碎片后,進(jìn)行切向流濃縮,再經(jīng)分子篩過濾和陰離子交換層析后得到純化的病毒樣顆粒。
需要說明的是,上述宿主Sf9昆蟲細(xì)胞,也可為昆蟲Sf21細(xì)胞株或昆蟲High Five細(xì)胞株。
所述新城疫病毒樣顆粒的制備方法,步驟(3)中,重組桿狀病毒共接種感染宿主Sf9昆蟲細(xì)胞時(shí),含有重組桿病毒的溶液體積比為:rBV-M1:rBV-F1:rBV-NP1:rBV-HN1=3:2:1:2。
所述新城疫病毒樣顆粒的制備方法,步驟(3)中,切向流濃縮操作時(shí),采用50kDa分子量截留的切向流濃縮管在3500r/min水平離心15分鐘。
所述新城疫病毒樣顆粒的制備方法,步驟(3)中,提純操作時(shí),采用不連續(xù)的20%-40%-60%蔗糖密度梯度離心方法,替代分子篩過濾和陰離子交換層析操作。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路為:將新城疫病毒四種結(jié)構(gòu)蛋白基因序列克隆、重組至昆蟲桿狀病毒基因組中,分別得到四種能夠表達(dá)新城疫病毒結(jié)構(gòu)蛋白的重組桿狀病毒,將四種重組桿狀病毒經(jīng)條件優(yōu)化后,按一定比例共感染昆蟲Sf9細(xì)胞,重組桿狀病毒高效表達(dá)四種新城疫結(jié)構(gòu)蛋白并形成完整的病毒樣顆粒,收集細(xì)胞培養(yǎng)上清經(jīng)純化后獲得大量新城疫病毒樣顆粒。
總體而言,本發(fā)明的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
1、病毒樣顆粒自行組裝,免疫原性與真實(shí)病毒粒子更為接近,本發(fā)明將四種新城疫病毒結(jié)構(gòu)蛋白組合表達(dá),表達(dá)后,這四種結(jié)構(gòu)蛋白自行組裝形成了新城疫病毒樣顆粒,由于為自組裝形成,因而所提供的病毒樣顆粒在形態(tài)結(jié)構(gòu)和免疫原性方面更加接近真實(shí)病毒粒子;
2、病毒樣顆粒的產(chǎn)量和純度較高,經(jīng)表達(dá)和純化條件優(yōu)化后,新城疫病毒樣顆粒的產(chǎn)量和純度均有較大提升,具有較好產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景;
3、具有較好免疫效果,利用本發(fā)明所提供的新城疫病毒樣顆粒所制備的滅活疫苗,在免疫雞后可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng),具有較好免疫效果。
附圖說明
圖1為四種重組桿粒的特異性引物PCR鑒定圖譜;其中M:5000bp DNA Marker;1:重組桿粒rBacmid-M1采用M1上游引物/M1下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為1100bp;2:重組桿粒rBacmid-F1采用F1上游引物/F1下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為1700bp;3:重組桿粒rBacmid-NP1采用NP1上游引物/NP1下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為1500bp;4:重組桿粒rBacmid-HN1采用HN1上游引物/HN1下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為1700bp;
圖2為四種重組桿粒的通用引物M13上游引物/M13下游引物PCR鑒定圖譜;其中M:5000bp DNA Marker;1:重組桿粒rBacmid-M1采用M13上游引物/M13下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為3400bp;2:重組桿粒rBacmid-F1采用M13上游引物/M13下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為4000bp;3:重組桿粒rBacmid-NP1采用M13上游引物/M13下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為3800bp;4:重組桿粒rBacmid-HN1采用M13上游引物/M13下游引物的PCR結(jié)果,片段大小約為4000bp;
圖3為正常Sf9細(xì)胞與重組桿粒轉(zhuǎn)染后出現(xiàn)病變的Sf9細(xì)胞示意圖,其中(a)正常Sf9細(xì)胞,(b)重組桿粒轉(zhuǎn)染后出現(xiàn)病變的Sf9細(xì)胞;
圖4為新城疫病毒樣顆粒的透射電鏡圖;
圖5為新城疫病毒樣顆粒免疫雞群后的血凝抑制抗體效價(jià)規(guī)律圖;
圖6為新城疫病毒樣顆粒免疫雞群后的免疫保護(hù)試驗(yàn)結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的解釋說明,在介紹具體實(shí)施例前,就下述實(shí)施例中涉及部分生物材料、實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等情況簡要介紹說明如下。
生物材料:
pFastBac1質(zhì)粒、sf9昆蟲細(xì)胞、DH10Bac感受肽細(xì)胞、DH5α感受態(tài)細(xì)胞等均為Thermo公司產(chǎn)品;
T載體,購自大連寶生物有限公司;
實(shí)驗(yàn)試劑:
Taq聚合酶,購自北京全式金公司;
脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑,為Roche公司產(chǎn)品;
質(zhì)粒提取試劑盒、DNA膠回收試劑盒,購自康寧公司;
昆蟲無血清培養(yǎng)基SFM-II,為Thermo公司產(chǎn)品;
實(shí)驗(yàn)設(shè)備:
實(shí)驗(yàn)過程中所用超純水由超純水發(fā)生裝置(Christ Spetron Line)制備;
低溫臺(tái)式高速離心機(jī),美國ICE公司產(chǎn)品;
PCR儀,Thermo Fisher Scientific公司產(chǎn)品;
紫外凝膠成像儀,Alpha Innotech Corporation公司產(chǎn)品;
切向流設(shè)備、陰離子交換設(shè)備為德國賽多利斯公司產(chǎn)品。
還需說明的是,文本簡要期間,下述實(shí)施例中未具體描述操作,參考現(xiàn)有技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品說明書進(jìn)行操作即可,不再贅述。
實(shí)施例1
本發(fā)明所提供的新城疫病毒樣顆粒,為由M蛋白、F蛋白、NP蛋白和HN蛋白自行組裝形成的空心化結(jié)構(gòu)的蛋白顆粒;其中M蛋白對(duì)應(yīng)的M1基因的堿基序列如SEQ ID NO.1所示,F(xiàn)蛋白對(duì)應(yīng)的F1基因的堿基序列如SEQ ID NO.2所示,NP蛋白對(duì)應(yīng)的NP1基因的堿基序列如SEQ ID NO.3所示,HN蛋白對(duì)應(yīng)的HN1基因的堿基序列如SEQ ID NO.4所示。
需要解釋的是,制備新城疫病毒樣顆粒時(shí),由于一般采用的為基因工程的方法,即通過基因工程技術(shù)將特定基因序列整合進(jìn)宿主細(xì)胞的基因組中,并進(jìn)而在宿主細(xì)胞中得以表達(dá),最后通過特定的分離、提純技術(shù)獲得純化的蛋白顆粒樣品。為使相應(yīng)基因序列能夠與宿主細(xì)胞更好的結(jié)合,發(fā)明人參考新城疫病毒強(qiáng)毒株NA-1株的全基因組序列(GenBank登錄號(hào):DQ659677),根據(jù)相應(yīng)基因序列設(shè)計(jì)了特異性引物,并進(jìn)行了PCR擴(kuò)增,在保證堿基序列遺傳信息不發(fā)生根本性改變的基礎(chǔ)上,對(duì)相關(guān)基因序列進(jìn)行了優(yōu)化,最終獲得了SEQ ID NO.1~4所示的堿基序列。
實(shí)施例2
本實(shí)施例就新城疫病毒樣顆粒制備過程中關(guān)鍵的表達(dá)新城疫病毒結(jié)構(gòu)蛋白的重組桿狀病毒的構(gòu)建過程簡要介紹如下。
(1)擴(kuò)增各結(jié)構(gòu)蛋白基因序列
根據(jù)實(shí)施例1中SEQ ID NO.1~4所示的目的堿基序列,參考現(xiàn)有技術(shù),通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR法)人工擴(kuò)增獲得M1基因、F1基因、NP1基因、HN1基因的堿基序列。
PCR擴(kuò)增用引物序列具體為:
M1上游引物:5’-ATGGACTCATCTAGGACTATTGGACT-3’,
M1下游引物:5’-TTATTTACGGAAGGGGTTGTATTTAGC-3’;
F1上游引物:5’-ATGGGTTCGAAGCCATCCACCCG-3’,
F1下游引物:5’-TTAGGCTCTCGTTGTAGCCCT-3’;
NP1上游引物:5’-ATGTCCAGCGTCTTCGACG-3’,
NP1下游引物:5’-TTAGTAACCCCAGTCAGTATCGTTGT-3’;
HN1上游引物:5’-ATGGACCGCGCCGTGAA-3’,
HN1下游引物:5’-TTACACTCTATCGTCCTTCAGAATCT-3’;
PCR擴(kuò)增時(shí),反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性5分鐘;94℃變性30秒、58℃退火30秒、72℃延伸1分鐘30秒,共30個(gè)循環(huán);最后72℃再延伸10分鐘。
對(duì)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行1%(m/v)瓊脂糖凝膠電泳分析,并回收擴(kuò)增產(chǎn)物備用。
(2)構(gòu)建穿梭質(zhì)粒
按照現(xiàn)有技術(shù),將步驟(1)中克隆獲得的M1基因、F1基因、NP1基因、HN1基因分別克隆至T載體(pMD19T Simple vector)中,轉(zhuǎn)化后測(cè)序驗(yàn)證,獲得構(gòu)建正確的重組克隆質(zhì)粒pT-M1、pT-F1、pT-NP1和pT-HN1。
對(duì)上述所獲得的重組質(zhì)粒分別進(jìn)行酶切(SalI和NotI雙酶切),同時(shí)對(duì)pFastBac1質(zhì)粒進(jìn)行酶切,對(duì)酶切產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測(cè),并回收酶切產(chǎn)物。
酶切過程中,10μL酶切體系設(shè)計(jì)如下:
Buffer,4μL;
SalI,0.5μL;
NotI,0.5μL;
重組質(zhì)粒(或pFastBac1質(zhì)粒),1μL;
ddH2O,4μL;
37℃酶切3h。
利用 T4 DNA連接酶將上述重組質(zhì)粒的酶切產(chǎn)物與pFastBac1質(zhì)粒的酶切產(chǎn)物進(jìn)行連接,20μL連接體系設(shè)計(jì)如下:
重組質(zhì)粒酶切產(chǎn)物,4μL;
pFastBac1載體酶切產(chǎn)物,1μL;
Buffer,4μL;
T4 DNA連接酶,1μL;
ddH2O,10μL;
16℃連接過夜。
將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至大腸桿菌(Escherichia coli)DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,用含有特定抗生素的(氨芐青霉素終濃度100μg/mL,慶大霉素終濃度100μg/mL)選擇培養(yǎng)基篩選陽性菌落。
對(duì)所篩選的陽性菌落經(jīng)擴(kuò)增后提取質(zhì)粒,采用酶切驗(yàn)證及PCR鑒定,以檢測(cè)M1基因、F1基因、NP1基因、HN1基因是否正確重組至pFastBac1載體中,經(jīng)鑒定正確的質(zhì)粒,即可認(rèn)為穿梭質(zhì)粒pFastBac1-M1、pFastBac1-F1、pFastBac1-NP1、pFastBac1-HN1構(gòu)建成功。
(3)構(gòu)建重組桿粒
將步驟(2)中鑒定正確的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至Escherichia coli DH10 Bac 感受態(tài)細(xì)胞中,使其進(jìn)行同源重組,經(jīng)含有三抗(卡那霉素終濃度100μg/mL、慶大霉素終濃度50μg/mL、四環(huán)素終濃度70μg/mL)的IPTG條件篩選培養(yǎng)基(IPTG終濃度24mg/mL,X-gal終濃度20mg/mL,該篩選培養(yǎng)基可通過菌落形成顏色判定是否發(fā)生同源重組,白色菌落即代表重組成功,藍(lán)色菌落則未成功)培養(yǎng)篩選48h,挑取白斑,獲得重組桿粒rBacmid-M1、rBacmid-F1、rBacmid-HN1、rBacmid-NP1;
對(duì)所提取的重組桿粒進(jìn)一步進(jìn)行PCR鑒定,以確定重組桿粒構(gòu)建正確(具體鑒定過程,按Invitrogen公司Bac-to-Bac? Baculovirus Expression System(試劑盒)操作說明書進(jìn)行),PCR鑒定時(shí),鑒定用步驟(1)中的特異性引物。
PCR鑒定時(shí),反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性5分鐘;94℃變性30秒、58℃退火30秒、72℃延伸1分鐘30秒,共30個(gè)循環(huán);最后72℃再延伸10分鐘。
對(duì)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行1%(m/v)瓊脂糖凝膠電泳分析,結(jié)果如圖1所示。對(duì)圖1分析可以看出,M1片段大小約為1100bp,F(xiàn)1片段大小約為 1700bp,NP1片段大小約為1500bp, HN1片段大小約為1700bp,結(jié)果與預(yù)期相符,即M1基因、F1基因、NP1基因、HN1基因片段正確重組進(jìn)入桿粒中,也即重組桿粒rBacmid-M1、rBacmid-F1、rBacmid-HN1、rBacmid-NP1構(gòu)建正確。
(4)構(gòu)建重組桿狀病毒
利用脂質(zhì)體介導(dǎo)轉(zhuǎn)染法(利用按Roche公司的X-tremeGENE HP DNA transfection Reagent進(jìn)行轉(zhuǎn)染),將步驟(3)中構(gòu)建正確的重組桿粒rBacmid-M1、rBacmid-F1、rBacmid-NP1、rBacmid-HN1,分別轉(zhuǎn)染宿主Sf9昆蟲細(xì)胞,具體過程如下:
將轉(zhuǎn)染試劑恢復(fù)室溫,吸取4μL轉(zhuǎn)染試劑與2μL重組桿粒(用無血清Grace將重組桿粒稀釋至2μg/100μL)輕輕混合,室溫孵育30min;
然后將混合物加入已準(zhǔn)備好的sf9細(xì)胞六孔板中;
28℃培養(yǎng)96小時(shí),待細(xì)胞病變(如圖3所示)后,收集細(xì)胞上清液即為第一代重組桿狀病毒rBV-M1、rBV-F1、rBV-NP1、rBV-HN1;
接著繼續(xù)將第一代重組桿狀病毒接種昆蟲Sf9細(xì)胞,同樣培養(yǎng)條件下,收集第二代重組桿狀病毒;
以此類推,收集至第四代重組桿狀病毒。
為便于檢測(cè)分析,可將每一代重組桿狀病毒于-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
培養(yǎng)過程中,根據(jù)情況對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行PCR鑒定,以檢測(cè)含有M1基因、F1基因、NP1基因、HN1基因片段的重組桿狀病毒是否完整和正確,鑒定時(shí)設(shè)計(jì)一對(duì)通用性引物序列具體如下:
M13上游引物:5’-GTTTTCCCAGTCACGAC-3’,
M13下游引物:5’-CAGGAAACAGCTATGAC-3’;
PCR鑒定時(shí),反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性5分鐘;94℃變性45秒、55℃退火40秒、72℃延伸4分鐘,共30個(gè)循環(huán);72℃再延伸10分鐘。
對(duì)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行1%(m/v)瓊脂糖凝膠電泳分析,結(jié)果如圖2所示。對(duì)圖2分析可以看出,含有M1基因片段的基因組大小約為3400bp;含有F1基因片段的基因組大小約為4000bp;含有NP1基因片段的基因組片段大小約為3800bp;含有HN1基因片段的基因組片段大小約為4000bp,結(jié)果與預(yù)期符合,及重組桿狀病毒結(jié)構(gòu)完整、有效,可以進(jìn)一步應(yīng)用。
實(shí)施例3
本實(shí)施例就新城疫病毒樣顆粒中結(jié)構(gòu)蛋白的表達(dá)、組裝及純化過程簡要介紹如下。
(1)新城疫病毒樣顆粒中結(jié)構(gòu)蛋白的表達(dá)
將實(shí)施例2中所收集的含有第四代重組桿狀病毒rBV-M1、rBV-F1、rBV-NP1、rBV-HN1的上清以體積比3:2:1:2的比例,加入懸浮培養(yǎng)的昆蟲Sf9細(xì)胞(總體積為300mL細(xì)胞培養(yǎng)液中加入3mL的rBV-M1、2mL的rBV-F1、1mL的rBV-NP1、2mL的rBV-HN1),感染時(shí)間為96小時(shí);
感染后,將感染的細(xì)胞置于28℃、120r/min搖床培養(yǎng);
在此培養(yǎng)過程中,結(jié)構(gòu)蛋白在宿主細(xì)胞中分別表達(dá)后會(huì)自行組裝,組裝后的病毒樣顆粒會(huì)分泌到細(xì)胞培養(yǎng)上清中。
(2)新城疫病毒樣顆粒的純化
收集步驟(1)中的細(xì)胞培養(yǎng)上清,經(jīng)8000r/min離心30分鐘后,可初步去除大的細(xì)胞碎片;
采用50kDa分子量截留的切向流濃縮管在3500r/min水平離心15分鐘,濃縮樣品再經(jīng)過分子篩過濾和陰離子交換層析后得到純化的病毒樣顆粒樣品。
上述提純操作也可采用替代方案:采用不連續(xù)的20%-40%-60%蔗糖密度梯度離心,此時(shí)濃縮樣品在20%和40%蔗糖層的中間會(huì)形成白色條帶,而桿狀病毒則沉淀于底部,其他小的雜蛋白會(huì)停留在頂層,收集白色條帶層即為純化的病毒樣顆粒樣品。
對(duì)純化后的病毒樣顆粒進(jìn)行電子透射電鏡觀察,病毒樣顆粒形態(tài)如圖4所示。
同時(shí),參照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 16550-2008 新城疫診斷技術(shù)》,對(duì)所制備的新城疫病毒樣顆粒進(jìn)行血凝效價(jià)檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果顯示未純化的新城疫病毒樣顆粒血凝效價(jià)為27,純化后的新城疫病毒樣顆粒血凝效價(jià)為210,純化步驟可明顯提高樣品純度以及血凝效價(jià)濃度。
實(shí)施例4
本實(shí)施例就實(shí)施例3所制備的病毒樣顆粒作為疫苗使用時(shí)的免疫效果進(jìn)行簡要評(píng)價(jià)。
(1)免疫方案
取30只SPF雞,隨機(jī)分3組,每組10羽;
實(shí)驗(yàn)組:新城疫病毒樣顆粒,每羽注射100μL體積,其中包含有10μg的新城疫病毒樣顆粒(實(shí)施例3檢測(cè)結(jié)果表明,10μg新城疫病毒樣顆粒的血凝效價(jià)為29);
陽性對(duì)照組:新城疫病毒NA-1株經(jīng)紫外射線滅活,每羽注射100μL體積,其中血凝效價(jià)為29;
陰性對(duì)照組:生理鹽水,100μL/只;
7日齡首免(胸部肌肉注射),間隔7周加強(qiáng)免疫一次。
(2)血凝抑制試驗(yàn)
從免疫后第一周開始,每隔一周翅下靜脈采血,分離血清,-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
參照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 16550-2008 新城疫診斷技術(shù)》,以新城疫血凝抑制試驗(yàn)陽性抗原作為檢測(cè)抗原,倍比稀釋血清樣品后,加入25μL四單位抗原等體積混合,于37℃作用30分鐘,再加入25μL的1%雞紅細(xì)胞,冰上作用40分鐘,HI效價(jià)為發(fā)生紅細(xì)胞完全凝集抑制的最高血清稀釋倍數(shù)。
結(jié)果如圖5所示,實(shí)驗(yàn)組和陽性對(duì)照組的血凝抑制效價(jià)呈明顯上升趨勢(shì),于免疫后第3周達(dá)到峰值,第7周低于臨界保護(hù)值(血凝抑制效價(jià)4log2為評(píng)價(jià)新城疫疫苗免疫效果的臨界保護(hù)值)時(shí)進(jìn)行加強(qiáng)免疫一次,血凝抑制效價(jià)又開始上升,經(jīng)歷6周后,其效價(jià)維持在臨界保護(hù)值附近。
(3)免疫保護(hù)試驗(yàn)
在免疫后第16周,采用新城疫病毒NA-1株對(duì)實(shí)驗(yàn)雞群進(jìn)行攻毒,具體是將新城疫病毒NA-1株通過滴鼻途徑感染雞群,之后在10天期間觀察雞群的存活情況。
結(jié)果如圖6所示,實(shí)驗(yàn)組和陽性對(duì)照組未出現(xiàn)雞死亡,即存活率為100%,而陰性對(duì)照組(X形)在第5天死亡6只和第6天死亡4只,即存活率為0%。
綜上所述,本發(fā)明專利設(shè)計(jì)和制備的新城疫病毒樣顆粒可以刺激雞體產(chǎn)生有效的抗體效價(jià),并且可以保護(hù)雞群免受活病毒的攻擊,存活率達(dá)100%。
SEQUENCE LISTING
<110> 吉林大學(xué)
<120> 一種新城疫病毒樣顆粒、制備方法及其應(yīng)用
<130> none
<160> 4
<170> PatentIn version 3.5
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<212> DNA
<213> 人工合成
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aaccctcgcc acgagctgct ctccagcgct atgctctgct tgggtagcgt gcccaacgac 300
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gctacaaaca cggagaggat cgtcttctca gttgtgcaag cacccagagt gctccagagt 420
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aaaattacgc agcaagttgg agtggagttg aacctgtacc tcacagaact gacaacggtg 660
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