Cap-TFlg蛋白在制备PCV2疫苗中的应用的制作方法

文档序号:15336660发布日期:2018-09-04 21:39阅读:341来源:国知局

本发明属于兽用生物制药领域,具体涉及cap-tflg蛋白在制备pcv2疫苗中的应用。



背景技术:

猪圆环病毒2型(porcinecircovirustype2,pcv2)是引起断奶仔猪多系统衰竭综合征(postweaningmultisystemicwastingsyndrome,pmws)的主要病原,此外还与猪皮炎与肾病综合征、仔猪先天性震颤、流产和渗出性皮炎等有关,这些疾病统称为猪圆环病毒病。该病广泛流行于世界各地,在我国猪群中流行较为严重,临床上常与猪繁殖与呼吸综合征、猪瘟和猪细小病毒等混合感染,继发感染,给养猪业造成了巨大的损失。目前,疫苗接种是防控pcv2的有效手段,国内外研发的商品化pcv2疫苗已陆续获得上市认可,主要包括全病毒灭活疫苗、重组病毒嵌合灭活疫苗和重组亚单位疫苗,这些疫苗的应用为pcv2感染的控制发挥了重要的作用,但免疫效果仍有待进一步提高

亚单位疫苗研究较多的是基因工程疫苗亚单位疫苗,是指含有病原体的一种或几种抗原,而不含有病原体的其他遗传信息。因此,亚单位疫苗不含有感染性组分,无须灭活,也无致病性。国内外许多学者将pcv2cap蛋白单独表达以研制能有效防治pcv2感染的亚单位疫苗。常用的是病毒的杆状表达系统在昆虫细胞中表达的cap蛋白,应用该系统获得的cap蛋白能自我组装成类病毒粒子,将其免疫动物后可诱导高水平的elisa抗体以及pcv2特异性的淋巴细胞增殖反应。如boehringer-ingelhein动物保健公司研制的pcv2疫苗(circoflex)和intervet动物保健公司研制的pcv2疫苗(circumvent),均是运用昆虫杆状病毒表达pcv2的orf2基因,大量获得具有免疫原性的pcv2cap蛋白,加入佐剂制备成疫苗。大量田间试验表明该类疫苗可为仔猪提供良好的免疫保护,能减轻病毒血症,减少淋巴结组织损伤及pcv2病毒载量,对欧洲及北美的pcv2的控制发挥了巨大作用。目前我国也已有pcv2亚单位疫苗注册上市(青岛易帮易圆净),适当降低了pcv2疫苗的防治费用,促进了生猪养殖业的发展。

研究表明在pcv2cap蛋白的n端或c端展示t细胞或b细胞表位,能提高特异性的免疫应答。鞭毛素(flagellin)是细菌鞭毛丝状体的主要结构蛋白。作为一类独特的细菌病原相关模式,flagellin具有激活toll-likereceptor5(tlr5)和nlpfamilycarddomaincontaining4(nlrc4)两条信号通路的免疫活性。大量研究表明,flagellin能以tlr5和nlrc4通路依赖的方式有效激活免疫应答,可以作为免疫佐剂有效增强疫苗抗原特异性的免疫应答;最近的研究表明flagellin的第85至111位短肽能作为佐剂增强抗原特异性的免疫应答。



技术实现要素:

本发明的目的是公开cap-tflg蛋白在制备pcv2疫苗中的应用。tflg通过与pcv2cap蛋白c端融合展示于pcv2vlps表面,并通过激活tlr5通路来提高pcv2vlps疫苗的免疫效果。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

cap-tflg蛋白在制备pcv2疫苗中的应用,所述疫苗能够使怀孕母猪所产仔猪获得较好的被动免疫,能够有效抵抗强毒株的攻击,提高仔猪的存活率。

一种pcv2vlps疫苗,其特征在于,所述疫苗包含cap-tflg蛋白和佐剂。

一种pcv2vlps疫苗的制备方法,其是将cap-tflg蛋白与isa206佐剂按照质量比1:1进行配苗制备得到。

其中编码所述cap蛋白的核苷酸序列为seqidno.1。

编码所述cap-tflg蛋白的核苷酸序列为seqidno.2。

一种制备cap-tflg蛋白的方法,其特征在于,其是将核苷酸序列为seqidno.2转化进大肠杆菌进行原核表达制备得到。

一种制备cap-tflg蛋白的方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一,cap-tflg基因人工合成,其核苷酸序列为seqidno.2所示,5’端带有ncoi酶切位点,3’端带有hindiii酶切位点;

步骤二:以pet-28α载体为骨架,使用ncoi和hindiii酶切并回收骨架片段,cap-tflg片段使用ncoi和hindiii酶切并回收,然后通过连接酶于16℃连接过夜,将连接产物转化入ez10大肠杆菌感受态细胞中,最终挑取菌落溶于10µl培养基中用于菌落pcr鉴定,将阳性重组子提质粒并酶切鉴定以及测序,最终获得转移载体pbac-cap3;

步骤三,将预表达鉴定为阳性的菌种转接于200mllb加抗生素(如kana抗生素,则终浓度50ug/ml)的容量为1000ml的大锥形瓶中培养,转接比例是1:100,培养条件:37℃,200rpm/min培养3~4小时;

步骤四:当od600值达到0.4~0.6时,加乳糖至终浓度1%,开始诱导表达,诱导表达的条件:37℃,160rpm/min培养6小时;

步骤五:用200ml离心杯收集菌体,6000rpm,4℃离心10分钟,弃上清;

步骤六:加50ml缓冲液于离心杯中,用5ml枪头反复吹打,使细胞均匀分散在缓冲液中,所述缓冲液为20mmol/ltrishcl,0.5mol/lnacl,ph7.9;

步骤七:将重悬均匀的菌体进行匀质机破菌,破菌条件:功率850w;破菌2分钟;

步骤八:将破菌好的菌体离心,8000rpm,4℃离心15分钟,分离上清和沉淀;

步骤九:将沉淀物用50ml缓冲液重悬于50ml离心管中,所述缓冲液为20mmol/ltrishcl,0.5mol/lnacl,ph7.4;

步骤十:分别取40μl上清和40μl重悬的沉淀,加10μl5×蛋白上样缓冲液,100℃加热10分钟,取10μl煮好的样品进行sds-page电泳检测,即得到所述的cap-tflg蛋白。

本发明利用生物信息学手段,通过自主设计,对猪圆环病毒2型的orf2和flagellin(tflg)基因进行原核密码子优化,并人工合成适合在大肠杆菌高效表达的cap和cap-tflg蛋白表达基因。用本发明的cap和cap-tflgvlps与适当的佐剂混合分别免疫仔猪,cap-tflgvlps能显著增强小猪的免疫应答,具有更好的免疫原性和保护性。

附图说明:

图1为重组的pet-28a-cap和pet-28a-cap-tflg表达质粒图谱。

图2为pet-28a-cap(603bp)和pet-28a-cap-tflg(684bp)的验证结果,通道1:takaradnamaker;通道2:阳性对照;通道3:阴性对照;通道4-6:pet-28a-cap目的片段;通道4-8:pet-28a-cap-tflg目的片段。

图3为pet-28a-cap和pet-28a-cap-tflg的可溶性表达结果,通道1:takaraproteinmaker;通道2:pet-28a-cap-tflg上清;通道3:pet-28a-cap-tflg沉淀;通道4:pet-28a-cap上清;通道5:pet-28a-cap沉淀。

图4为pet-28a-cap和pet-28a-cap-tflg蛋白电镜观察结果。

具体实施方式:

实施例1:一种表达cap和cap-tflg蛋白的载体构建

步骤1:cap和cap-tflg基因人工合成,其核苷酸序列为seqidno.1和seqidno.2所示,5’端带有ncoi酶切位点,3’端带有hindiii酶切位点。

步骤2:以pet-28α(本实验室保存)载体为骨架,使用ncoi和hindiii酶切并回收骨架片段,cap-tflg片段使用ncoi和hindiii酶切并回收,然后通过连接酶于16℃连接过夜,将连接产物转化入e.coliez10strain大肠杆菌感受态细胞中,最终挑取菌落溶于10µl培养基中用于菌落pcr鉴定,将阳性重组子提质粒并酶切鉴定以及测序,最终获得转移载体pbac-cap3。

其中pcr鉴定采用pet-28α载体引物,其pcr体系如下:

成分体积

t5taqmix(擎科生物)5µl

菌液1µl

pet-28α-f0.2µl

pet-28α-r0.2µl

ddh2o3.6µl

total10µl。

pcr反应条件如下:

98℃3min

98℃10s

56℃10s30cycles

72℃10s

72℃30s

16℃保存

扩增产物经1%琼脂糖电泳鉴定分析,结果如图2,表明扩增出680bp左右的条带,大小与预期的一致,表明片段已经插入到载体当中。

测序,将pcr鉴定与酶切鉴定均正确的质粒送出测序,测序结果显示与电子模拟图谱完全一致。

实施例2:cap和cap-tflg蛋白的可溶性表达

步骤1:将预表达鉴定后的菌种转接于200mllb加抗生素(如kana抗生素,则终浓度50ug/ml)的大锥形瓶(容量1000ml)中培养。转接比例一般是1:100。培养条件:37℃,200rpm/min培养3~4小时。

步骤2:当od600值达到0.4~0.6时,加乳糖(终浓度1%),开始诱导表达。诱导表达的条件:37℃,160rpm/min培养6小时。

步骤3:用200ml离心杯收集菌体,6000rpm,4℃离心10分钟,弃上清。湘仪离心机型号:gl-21m

步骤4:加50ml缓冲液(20mmol/ltrishcl,0.5mol/lnacl,ph7.9)于离心杯中,用5ml枪头反复吹打,使细胞均匀分散在缓冲液中。

步骤5:将重悬均匀的菌体进行匀质机破菌。破菌条件:功率,850w;破菌2分钟。均质机,atsengineeringlimited,仪器型号:ah-1500。

步骤6:将破菌好的菌体离心,8000rpm,4℃离心15分钟,分离上清和沉淀,湘仪离心机型号:gl-21m。

步骤7:将沉淀物用50ml缓冲液(20mmol/ltrishcl,0.5mol/lnacl,ph7.4)重悬于50ml离心管中。

步骤8:分别取40ul上清和40ul重悬的沉淀,加10ul5x蛋白上样缓冲液,100℃加热10分钟。取10ul煮好的样品进行sds-page电泳检测。

实施例3:cap和cap-tflg蛋白vlps电镜观察样品制备

铜网经过10~30s的等离子清洗,碳面朝上;将一块封口膜铺在冰盒上冷却;将铜网放在冰的封口膜上;封口膜上分别滴样品、超纯水、pta染液各20μl;放置1-2分钟,将铜网、样品、超纯水、pta冷却;将铜网碳面扣在样品液滴上吸附样品1分钟,用滤纸与铜网垂直接触吸掉多余液体,直至看不到残留液体,持续吸水10s;将铜网碳面扣在pta液滴上染色0.5-~1分钟,用滤纸吸干;放置在滤纸上,在阴凉处自然干燥,即可用于电镜观察。

实施例4:不同疫苗免疫仔猪的抗体消涨规律

步骤1:将cap和cap-tflg蛋白的破菌上清经中饱和硫酸铵沉淀纯化后,分别与isa206佐剂按照质量比1:1进行配苗。

步骤2:筛选圆环抗体阴性、圆环抗原和蓝耳抗原阴性14~21日龄仔猪25头,随机分为5组,每组5头。其中3组分别免疫cap、cap-tflg和国内商品化疫苗2ml(哈尔滨维科生物技术开发公司,猪圆环病毒2型灭活疫苗(lg株),兽药生字(2010)080011071),1组免疫cap-tflg蛋白疫苗1ml,剩余1组作为空白对照组,分别与免疫后14日、28日、60日、90日、120日、150日、180日采血,用商品化圆环抗体elisa试剂盒进行抗体检测。

表1不同圆环疫苗免疫仔猪抗体检测结果

注:“-”表示抗体检测结果为阴性,以od值为阳性的血清最大稀释倍数的抗体效价从实验结果可以看出,cap蛋白2ml组、cap-tflg蛋白1ml组和商品化圆环疫苗组免疫效果无明显差异,cap-tflg蛋白2ml组抗体产生时间更早,持续时间更长。

实施例5:cap-tflg蛋白疫苗对初生仔猪的攻毒保护试验

步骤1:筛选圆环抗体阴性、圆环抗原和蓝耳抗原阴性怀孕母猪4头,其中1头在产前42天免疫cap-tflg蛋白疫苗2ml,1头在产前42天免疫国内商品化疫苗2ml(哈尔滨维科生物技术开发公司,猪圆环病毒2型灭活疫苗(lg株),兽药生字(2010)080011071),另外两头不做免疫。

步骤2:待母猪生产14~21日后,每窝随机挑选5头仔猪进行试验,免疫母猪生产仔猪作为免疫组,另外两组分别设为攻毒对照组和空白对照组。

步骤3:对免疫组和攻毒对照组仔猪,在两腋下及两臀部注射弗氏不完全佐剂乳化的钥匙孔血蓝蛋白(klh/icfa,0.5mg/ml)4ml/头,并经腹腔注射巯基乙酸培养基,10ml/头。3日后,使用pcv2强毒(病毒含量≥105.5tcid50/ml)滴鼻1.0ml/头和肌肉注射2.0ml/头,连续观察25日。对所有猪进行扑杀、剖检,符合以下3项判为发病:

a体温特征:仔猪体温升高(≥40.5℃)持续3日以上。

b体重标准:相对增重率下降应不低于5%。

相对增重率(%)=(空白对照组仔猪平均日增重-攻毒对照组仔猪平均日增重)/攻毒对照组仔猪平均日增重。

c病毒抗原检测:用免疫组化方法检测淋巴结组织,应pcv2抗原检测阳性。

以上任意两项,即可判断为pcv2发病。

表2各试验动物发病结果判定

从结果可以看出,在产前42天前进行cap-tflg蛋白免疫,可使怀孕母猪所产仔猪获得较好的被动免疫,能够有效抵抗强毒株的攻击,提高仔猪的存活率。从本次实验结果来看,相比国内商品化疫苗,本发明的cap-tflg蛋白疫苗能够提供更好的免疫保护。

序列表

<110>武汉中拓康明生物科技有限公司

<120>cap-tflg蛋白在制备pcv2疫苗中的应用

<160>3

<170>siposequencelisting1.0

<210>1

<211>603

<212>dna

<213>pcv-cap(pcv-cap)

<400>1

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