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猪圆环病毒病(Porcine circovirus disease)又被称作猪圆环病毒相关病(Porcine circovirus associated disease,PCVAD),它是猪圆环病毒2型(PCV2)引起的猪的多种疾病的总称,主要包括以下几种典型病症:断乳仔猪多系统衰竭综合征(Postweaning multisystemic wasting syndrome,PMWS)、猪皮炎肾病综合征(Porcine dermatitis and nephropathy syndrome,PDNS)、猪呼吸道病、肠炎、母猪繁殖障碍以及仔猪先天震颤等。PMWS病例于1991年在加拿大首次被发现,于1997年爆发流行,在这之后很多欧洲和美洲的国家都相继对该病有相关的报道,并且认定该病与猪圆环病毒2型有关。2001年我国首次报道猪圆环病毒病,截止目前该病几乎存在于我国所有猪群,严重影响了我国养猪业的生产和发展水平,给我国养猪业造成了巨大的经济损失。近年来,新型纳米疫苗因为其具有佐剂、载体且能递呈抗原等功能,越来越受到研究者的关注。纳米颗粒可以将疫苗抗原和蛋白质递送到所需的作用位点,并通过黏膜给药途径保护递送的抗原在不利条件下不被降解;抗原递呈细胞对纳米颗粒的摄取可以增加并诱导强烈的免疫反应;纳米材料的缓释作用可使得疫苗抗原实现长效化,因此纳米材料被广泛应用于递送系统中。多孔纳米材料作为一种新型纳米载体,在疫苗研发中发挥着重要作用,其中共价有机框架(COFs)与金属有机框架(MOFs)作为新兴的多孔晶态纳米材料,它们独特优异的功能可设计、结构可预测、孔径可调节等特征,外加其高比表面积与有序开放型纳米通道可保证高负载能力,证明了MOFs与COFs材料成为抗体通用载体的可行性。该纳米材料用于疫苗抗原的载体,有望大幅提高疫苗诱导的免疫应答反应和免疫保护效率。本研究首先将构建好的Cap基因质粒分别转化到BL21(DE3)、Rosetta和BL21 Star(DE3)感受态细胞中,经IPTG诱导后表达目的蛋白。经Ni柱亲和层析纯化,获得PCV2 Cap蛋白。用BCA法测定重组蛋白浓度,并经SDS-PAGE分析,结果表明成功表达获得分子量大小为29 k Da的单一条带的Cap蛋白。用纯化后的PCV2 Cap蛋白作为介质,选用纳米多孔晶态材料COFs与MOFs作为载体,通过包被的方式相结合,分别制备猪圆环病毒新型纳米疫苗,以实现增强被封装PCV2 Cap蛋白的热稳定性和化学稳定性、提高免疫抗体水平的目标。采用BCA法测定PCV2@MOFs和PCV2@COFs蛋白包被率。CCK-8试验分别测试了COFs、MOFs、PCV2@MOFs、PCV2@COFs在12.5μg/m L~200μg/m L浓度下对宿主细胞的毒性,结果显示上述材料对RAW264.7和PK-15无细胞毒性,说明该新型纳米疫苗在体外细胞上具有较好的安全性。通过皮下注射的方式对小鼠进行PCV2@MOFs疫苗的免疫,初步检测疫苗的免疫效果,采用猪圆环病毒ELISA试剂盒对小鼠体内PCV2抗体进行检测。结果表明不同浓度(25μg、50μg、100μg)的PCV2@MOFs注射小鼠后,PCV2抗体均为阳性。综上所述,本研究基于原核表达的PCV2 Cap蛋白,采用多孔晶态纳米材料将其包被,制备的猪圆环病毒新型纳米疫苗PCV2@MOFs表现出良好的免疫应答作用。本研究为进一步深入研发猪圆环病毒新型纳米疫苗奠定了基础。