副结核分枝杆菌hsp65基因的克隆、表达与免疫研究

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1、副结核分枝杆菌hsp65基因的克隆、表达与免疫研究摘要副结核病(Paratuberculosis)，是由副结核分枝杆菌即禽分枝杆菌副结核亚种(19ycobacteriumaviumsubsp．ParatuberculosYsMAP)引起的一种以反刍动物为主要宿主的慢性增生性、顽固性肠炎和进行性消瘦为特征的传染病，也称Johne’s病。该病不仅使病畜的饲料报酬降低，产奶量和繁殖力下降，造成巨大的经济损失，而且还与人类的克隆氏(Crohn’s)病存在潜在联系，因此，愈来愈受到世界各国的广泛关注。目前，该病尚无经济有效的治疗药物，控制该

2、病的主要措施是加强饲养管理和消除传染源，即以变态反应、ELISA、病原分离鉴定等方法进行检疫，对检出的阳性牛隔离与淘汰。此外，也可采用预防接种的方法来控制该病，即将MAP灭活或致弱后制成疫苗进行免疫，接种疫苗不仅使该病的临床型病例减少90％，而且减少了亚临床感染动物的数量和组织学或细菌学检测阳性的病例。但是，菌苗接种后会干扰该病和结核病的变态反应和血清学检测，许多国家已经禁止使用接种菌苗来控制副结核病。因此，研究开发副结核病的新型疫苗势在必行。热休克蛋白(HsPs)是生物体受到物理、化学、生物、精神等刺激时发生应激反应而合成的高度

3、保守的蛋白质。根据分子量，将主要的热休克蛋白分为5个家族：大分子量家族、HSPgO家族、HSP70家族、HSP60家族和小分子量家族。Hsp60作为一种分子伴侣，能协助变性、不可溶的凝聚蛋白重新恢复天然构象，在许多病原体传染过程中是免疫优势抗原。hsp6S基因又名groEL2基因，其编码的蛋白是HSP60家族成员，不仅可作为分枝杆菌的主要保护性抗原，还具有帮助树突状细胞递呈抗原等功能。Hspl0(GroES)作为辅分子伴侣，在GroLS指导蛋白质折叠过程中具有辅助其活性的作用，同时作为一种有效的T细胞抗原，能刺激机体产生特异性细胞

4、免疫应答，使外周血单核细胞出现增殖反应并产生IFN—Y，是制各新型疫苗的候选抗原。为了研发预防副结核病的新型疫苗尤其是DNA疫苗及相关蛋白功能，本研究选择了MAP的主要保护性抗原Hsp65蛋白，以副结核分枝杆菌C．2株染色体DNA为模板，以hsp6S基因的特异性引物进行PCR扩增，获得了1626bp的蛳基因，通过T-A克隆技术，将PCR产物克隆至pGEM．TVector中，以质粒大小、酶切分析、PCR扩增及序列分析鉴定重组克隆，成功地构建出克隆质粒pGEM-T-hsp65，以DNASTAR软件分析了所克隆基因的核苷酸序列和推导的氨

5、基酸序列，结果表明，所获得的郴基因与GenBank中MAPK-10株该基因核苷酸大小完全一致，两者核苷酸序列的同源性为99．1％，氨基酸序列的同源性为99．3％，表明该基因在副结核分枝杆菌中高度保守。进一步将pGEM-T-hsp6S中的hsp6S基因酶切、纯化后亚克隆至pET-32a(+)原核表达系统中，构建了高效原核表达质粒pET-32a-hsp65。在与之相匹配的E．coliBL21(DE3)表达菌株中，该质粒经IPTG诱导获得了76Ku的融合蛋白。经免疫印迹分析证实，该融合蛋白具有与副结核分枝杆菌多克隆抗体发生反应的特性。在

6、上述研究的基础上，为研究开发MAP主要保护性基因hsp65的DNA疫苗，将克隆质粒pGEM-T～hsp65中的hsp65基因酶切、纯化后亚克隆至真核表达载体pVAXI中，成功构建了真核表达重组质粒pVAXI-hsp65，并以阳离子聚合物基因转染试剂将真核表达重组质粒转染至BHK-21细胞中，通过荧光抗体和RT—PcR技术证实hsp65基因可以在哺乳动物细胞中表达，同时将pGEM-T-脑p65中的hsp65基因酶切、纯化后亚克隆至pVAXI—hsplO中，成功构建了真核表达重组质粒pVAXI一蝴．』现以pVAXI—hsp65和pVA

7、Xl-hsp65-10重组质粒免疫BALB／c小鼠，同时设pVAXI、生理盐水为对照组。特异性抗体检测结果显示，免疫小鼠体内分别产生了针对Hsp65的特异性抗体，且二价基因免疫组的抗体水平高于单价基因。淋巴细胞转化试验结果显示，pVAXI—hsp65和pVAXl-hsp65-10免疫组的淋巴细胞增殖活性高于生理盐水对照组，而pVAXI—hsp65和pVAXl-hsp贷一0实验组之间差异不显著(P>0．05)。CD3+、CD4+、CD8+T细胞检测结果显示，pVAXl-hsp65和pVAXl-hsp65-10免疫组CD8+T细胞水平

8、高于对照组，尚未达到统计学的显著水平(P>O．05)，但也表明实验组产生了较高的以MHCI类分子递呈的细胞免疫应答，pVAXl-hsp65免疫组的CD4+、CD3+T细胞数量明显高于其它组。重组质粒pVAXI—hsp65-10免疫组小鼠的IFN—Y