一种嵌合诺如病毒P颗粒及其制备和应用的制作方法

本发明涉及分子生物学和免疫学领域。具体地说，本发明涉及由嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白形成的重组p颗粒，其中所述重组p颗粒形成了一种有序且重复的抗原阵列，其中m为选自6-15的整数。

背景技术：

阿尔茨海默症(alzheimer’sdisease,ad)又称老年痴呆病，是一种渐行性的神经退行性疾病，其主要临床特征是逐渐出现记忆力减退、认知功能障碍和行为异常，最终丧失独立生活能力，发病后10～20年因并发症死亡。目前这种最为常见的神经退行性疾病尚不能治愈，也没有有效的延缓手段，严重危害老年人的身心健康和生活质量。

研究者们普遍认为大脑组织中的淀粉样-β蛋白(amyloid-βprotein，简称aβ)是导致神经元损伤及认知功能障碍的主要致病物质。aβ来源于其前体物质β-淀粉样前体蛋白(β-amyloidprecursorprotein,简称βapp)。βapp是一种跨膜蛋白，在体内各种组织中广泛存在，在脑组织中的表达量最高。βapp在淀粉样剪切途径中，能够被切割成为长度为38至43个氨基酸不等的aβ蛋白，其中aβ1-42蛋白是形成淀粉样沉积的主要类型。

目前，以刺激机体产生aβ抗体从而清除大脑内aβ1-42沉积为目的的aβ主动免疫疫苗，是治疗阿尔茨海默症的重要方法。aβ1-42多肽疫苗作为ad疫苗的先驱，在ad转基因鼠模型中表现出了良好的延缓记忆减退的治疗效果。然而，在aβ1-42多肽疫苗的临床实验中，6％的ad患者出现了脑膜炎的副反应，且患者产生的aβ1-42抗体水平较低。研究表明aβ1-42多肽疫苗虽然可以引起抗体反应，但是由于其携带了大量t细胞表位，会使接种患者的脑神经细胞产生自身免疫性t细胞反应从而引发脑膜炎。相比于aβ1-42，只包含aβ多肽n端前15个氨基酸的多肽aβ1-15，只含有b细胞表位而不含有t细胞表位，并且该多肽类疫苗能够刺激人体产生针对aβ1-42蛋白的特异性免疫反应，并在人体试验中表现出良好的安全性。因此，aβ1-15成为了一种非常有研究潜力的抗原肽。但aβ1-15肽作为一种半抗原，其免疫效果以及诱导产生抗体的持续性不是很好。因此，亟需一种安全性较高且具有良好免疫效果的阿尔兹海默症的疫苗。

在现有技术中，通常优选分别合成病毒样颗粒和aβ多肽，然后将两者偶联以获得高免疫原性的疫苗。然而，通过偶联等方法得到的疫苗，难以对插入表位的数量进行控制，并且也难以对疫苗进行有效的纯化。

技术实现要素：

本发明人发现，对于aβ1-m(m为选自6-15的整数)肽而言，诺如病毒的衣壳p蛋白是非常理想的抗原展示平台。将不同拷贝数，不同长度的aβ1-m(m为选自6-15的整数)肽编码序列插入到编码诺如病毒衣壳p蛋白的dna序列的环状结构区域(loop)中时，aβ1-m能够被展示于重组p蛋白形成的重组p颗粒的最表面，从而有利于最大程度地刺激机体产生针对aβ1-42蛋白的特异性免疫反应。本发明的重组p颗粒制备方法简单，插入表位数量可控，纯化过程简单，制造成本低，安全性好，免疫原性高且诱导产生的抗体滴度高。

本发明利用基因工程手段，将多个拷贝的编码抗原肽aβ1-m(m为选自6-15的整数)的dna插入到编码p蛋白的loop1、loop2和/或loop3的dna中。通过重组蛋白的体外表达和自我组装，形成能够充分展示aβ1-m(m为选自6-15的整数)抗原表位的重组p颗粒，从而有利于增强疫苗免疫的有效性、持续性和安全性。

第一方面，本发明提供了一种由嵌合aβ1-m肽的诺如病毒p蛋白形成的重组p颗粒，其中m为选自6-15的整数。在本发明的实施方案中，m可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。所述重组p颗粒形成了一种有序且重复的抗原阵列。其中至少一个所述aβ1-m肽的氨基酸序列嵌入到所述诺如病毒衣壳p蛋白的loop1、loop2和/或loop3中。

在本发明的优选实施方案中，诺如病毒衣壳p蛋白的氨基酸序列如seqidno:1所示。在重组p颗粒中，n1个aβ1-m肽序列嵌入到选自以下的一个或多个氨基酸位点之后：seqidno:1的第70位-第74位氨基酸，即i70、a71、g72、t73和q74；n2个aβ1-m肽序列嵌入到选自以下的一个或多个氨基酸位点之后：seqidno:1的第148位-第151位氨基酸，即，t148、s149、n150和d151；n3个aβ1-m肽序列嵌入到选自以下的一个或多个氨基酸位点之后：seqidno:1的第168位-第171位氨基酸，即，d168、g169、s170和t171；其中n1、n2和n3为各自独立地选自0-40的整数，并且n1+n2+n3≥1。具体地，n1、n2和n3各自独立地选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39和40，并且n1+n2+n3≥1。

“aβ1-m肽序列嵌入到一个氨基酸位点之后”意指所述aβ1-m肽序列的n端直接 与该氨基酸残基的c端通过肽键相连或通过氨基酸接头与该氨基酸相连。在优选的实施方案中，所述氨基酸接头为(gly)n，优选n为1-10，更优选n＝3。

插入至seqidno:1中的多个连续aβ1-m肽序列之间可以直接相连也可通过氨基酸接头相连。在优选的实施方案中，所述氨基酸接头为(gly)n，优选n为1-10，更优选n＝3。

在本发明中，aβ1-m肽序列意指完整aβ1-42蛋白n端的前m个氨基酸组成的多肽，其中m为选自6-15的整数。例如，本发明中的aβ1-m肽可以是完整aβ1-42蛋白n端的1-6位，1-7位，1-8位，1-9位，1-10位，1-11位，1-12位，1-13位，1-14位或1-15位氨基酸组成的多肽。

本发明的aβ1-m肽序列可以是人、小鼠、灵长类、兔、光滑爪蟾、大鼠、豚鼠的aβ1-m肽。人、小鼠、灵长类、兔、光滑爪蟾、大鼠、豚鼠的aβ1-15肽的氨基酸序列分别为seqidno:2-seqidno:8所示。根据这些序列，本领域技术人员可以容易地确定本发明的aβ1-m肽(m为选自6-15的整数)。优选地，所述aβ1-m肽为人aβ1-m肽。

在本发明的优选实施方案中，所述嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白的氨基酸序列为seqidno:15-141。更优选地，所述嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白的氨基酸序列选自seqidno:24、seqidno:39、seqidno:40、seqidno:57、seqidno:73、seqidno:92、seqidno:117、seqidno:132、seqidno:133和seqidno:134。

第二方面，本发明还提供了编码形成第一方面中的重组p颗粒的嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白的核苷酸序列，其中m为选自6-15的整数。在本发明的实施方案中，m可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14或15。所述核苷酸序列包含编码诺如病毒衣壳p蛋白的核苷酸序列和至少一个拷贝的编码aβ1-m肽的核苷酸序列，其中所述至少一个拷贝的编码aβ1-m肽的核苷酸序列插入至编码诺如病毒衣壳p蛋白环状区域的核苷酸序列中，其中所述插入的编码aβ1-m肽的核苷酸序列不会引起诺如病毒p蛋白的移码突变。

在具体的实施方案中，所述至少一个拷贝的编码aβ1-m肽的核苷酸序列可插入至编码诺如病毒衣壳p蛋白同一环状区域的核苷酸序列中或插入至编码诺如病毒衣壳p蛋白不同的环状区域的核苷酸序列中。例如，当诺如病毒衣壳p蛋白的核苷酸序列为seqidno:9时，loop1对应第208-222位核苷酸，loop2对应第442-453位核苷酸，loop3对应第502–513位核苷酸。

在本发明的具体实施方案中，插入loop1、loop2和loop3的编码aβ1-m肽的 核苷酸序列的数目分别为n1、n2和n3；n1、n2和n3各自独立地选自0-40的整数，并且n1+n2+n3≥1。具体地，n1、n2和n3各自独立地选自0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39和40，并且n1+n2+n3≥1。

在本发明的具体实施方案中，所述编码aβ1-m肽的核苷酸序列的5’端核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键直接与编码诺如病毒衣壳p蛋白环状区域的核苷酸相连或者通过dna接头与编码诺如病毒衣壳p蛋白环状区域的核苷酸相连。所述插入无论是直接插入还是通过dna接头插入，均不会在核苷酸序列的翻译中引起移码。在优选的实施方案中，所述dna接头为(gga)n或(ggg)n或(ggc)n，优选n为1-10，更优选n＝3。

在本发明的具体实施方案中，插入至编码诺如病毒衣壳p蛋白的核苷酸序列中的多个连续的编码aβ1-m肽的核苷酸序列之间通过3’,5’-磷酸二酯键直接相连或者通过dna接头相连。所述插入无论是直接插入还是通过dna接头插入，均不会在核苷酸序列的翻译中引起移码。在优选的实施方案中，所述dna接头为(gga)n或(ggg)n或(ggc)n，优选n为1-10，更优选n＝3。

优选地，所述aβ1-m肽核苷酸序列为编码人、小鼠、灵长类、兔、光滑爪蟾、大鼠、豚鼠的aβ1-m肽的核苷酸序列。更优选地，所述aβ1-m肽核苷酸序列为编码人aβ1-m肽的核苷酸序列。

在本发明的优选实施方案中，所述编码嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白的核苷酸序列为seqidno:142-268。更优选地，所述编码嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白的核苷酸序列选自：seqidno:151、seqidno:166、seqidno:167、seqidno:184、seqidno:200、seqidno:219、seqidno:244、seqidno:259、seqidno:260和seqidno:261。

第三方面，本发明还提供了一种可用于预防或治疗阿尔兹海默症的药物组合物，其包含本发明第一方面的重组p颗粒和可药用载体。所述药物组合物优选用于哺乳动物，更优选用于人。优选地，所述药物组合物是疫苗组合物，更优选地，所述疫苗组合物还包含佐剂。在本发明的一个具体实施方案中，所述佐剂是cpg。在本发明的另一个具体实施方案中，所述佐剂是铝佐剂。所述疫苗组合物优选通过皮下或鼻腔途径免疫，更优选通过皮下途径免疫。

第四方面，本发明还提供了本发明第一方面的重组p颗粒用于制备用于治疗或预防阿尔兹海默症的药物中的应用。优选地，所述药物是疫苗。所述药物优选用于哺乳动物，更优选用于人。

第五方面，本发明还提供了一种用于制备本发明第一方面的重组p颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：

i)获得含有编码嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白的核酸的表达载体，其中m为6-15的整数；

ii)将所述表达载体转入受体细胞；

iii)表达所述嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白并在自组装成重组p颗粒，

优选地，所述方法还包括分离和纯化步骤。

在一个具体的实施方案中，可以使用阳离子交换色谱法和/或疏水层析色谱法进行纯化。

附图说明

图1示出了各重组pet26b质粒构建体的图谱。

a为已经构建好的pet26b-pprotein质粒示意图；

b为带有突变得到的meagi酶切位点的pet26b-pprotein-meagi质粒示意图；

c为带有突变得到的meagi和mkpni酶切位点的pet26b-pprotein-meagi&mkpni质粒示意图；

d为pet26b-pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72质粒示意图，在mkpni酶切位点和sali酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72；

e为pet26b-pprotein-1copy-aβ1-6-loop2s149质粒示意图，在meagi酶切位点和sali酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-1copy-aβ1-6-loop2s149；

f为pet26b-pprotein-10copy-aβ1-6-loop2s149质粒示意图，在meagi酶切位点和sali酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-10copy-aβ1-6-loop2s149；

g为pet26b-pprotein-20copy-aβ1-6-loop3g169质粒示意图，在meagi酶切位点和sali酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-20copy-aβ1-6-loop3g169；

h为pet26b-pprotein-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149质粒示意图，在meagi酶切位点和mkpni酶切位点间搭载目的基因片pprotein-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149；

i为pet26b-pprotein-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169质粒示意图，在meagi酶切位点和mkpni酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169；

j为pet26b-pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169质粒示意 图，在meagi酶切位点和mkpni酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169；

k为pet26b-pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169质粒示意图，在meagi酶切位点和mkpni酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169。

l为pet26b-pprotein-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169质粒示意图，在meagi酶切位点和mkpni酶切位点间搭载目的基因片段pprotein-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169。

m为pet26b-pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169质粒示意图，在meagi酶切位点和mkpni酶切位点间搭载目的基因片

pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169。

图2示出了目的基因片段结构示意图。

a为p蛋白三个环状结构—loop1、loop2、loop3位置示意图以及定点突变位点和p蛋白基因自带酶切位点；

b为loop1上，位点g72后嵌合有十个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72；

c为loop2上，位点s149后嵌合有一个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-1copy-aβ1-6-loop2s149；

d为loop2上，位点s149后嵌合有十个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-10copy-aβ1-6-loop2s149；

e为loop3上，位点g169后嵌合有二十个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-20copy-aβ1-6-loop3g169；

f为loop1上，位点g72后嵌合有十个拷贝的aβ1-15基因，loop2上，位点s149后嵌合有十个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149；

g为loop2上，位点s149后嵌合有三个拷贝的aβ1-12基因，loop3上，位点g169后嵌合有三个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169

h为loop1上，位点g72后嵌合有一个拷贝的aβ1-6基因，loop3上，位点g169 后嵌合有十个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169

i为loop1上，位点g72后嵌合有一个拷贝的aβ1-6基因，loop2上，位点s149后嵌合有一个拷贝的aβ1-6基因，loop3上，位点g169后嵌合有一个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169。

j为loop1上，位点g72后嵌合有三个拷贝的aβ1-6基因，loop2上，位点s149后嵌合有三个拷贝的aβ1-6基因，loop3上，位点g169后嵌合有三个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169

k为loop1上，位点g72后嵌合有十个拷贝的aβ1-6基因，loop2上，位点s149后嵌合有十个拷贝的aβ1-6基因，loop3上，位点g169后嵌合有十个拷贝的aβ1-6基因的p颗粒目的基因片段示意图，简称pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169

图3示出了10种重组p颗粒示意图。a为pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72示意图；b为pprotein-1copy-aβ1-6-loop2s149示意图；c为pprotein-10copy-aβ1-6-loop2s149示意图；d为pprotein-20copy-aβ1-6-loop3g169示意图；e为pprotein-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149示意图；f为pprotein-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169示意图；g为pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169示意图；h为pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169示意图；i为pprotein-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169示意图；j为pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169示意图；

图4示出了重组p颗粒纯化与性质的表征。a为pp-10copy-aβ1-6-loop1g72蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片；b为pp-1copy-aβ1-6-loop2s149蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片；c为pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片d为pp-20copy-aβ1-6-loop3g169蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片；e为pp-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片；f为pp-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白sds-page和非变性蛋白电 泳图谱，以及电镜照片；g为pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片；h为pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片；i为pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片；j为pp-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白sds-page和非变性蛋白电泳图谱，以及电镜照片。

图5示出了pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白疫苗在c57bl/6j小鼠模型中的最佳免疫剂量和最适免疫佐剂的确定。a为以不同剂量和不同免疫佐剂刺激的pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白疫苗免疫后，小鼠免疫血清抗aβ42抗体的检测。b为以不同形式的pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白疫苗免疫后，小鼠脾淋巴细胞产生t细胞反应情况检测。

图6示出了三种不同形式的蛋白疫苗免疫小鼠后，小鼠免疫血清抗aβ42抗体elisa检测以及不同免疫组别aβ42抗体水平的比较。a为pbs皮下免疫组四次免疫结果统计图；b为pbs鼻腔免疫组四次免疫结果统计图；c为cpg皮下免疫组四次免疫结果统计图；d为cpg鼻腔免疫组四次免疫结果统计图。e为pp-1copy-aβ1-6-loop2s149以cpg为佐剂皮下免疫组四次免疫结果统计图；f为pp-1copy-aβ1-6-loop2s149以cpg为佐剂鼻腔免疫组四次免疫结果统计图；g为pp-10copy-aβ1-6-loop2s149以cpg为佐剂皮下免疫组四次免疫结果统计图；h为pp-10copy-aβ1-6-loop2s149以cpg为佐剂鼻腔免疫组四次免疫结果统计图；i为pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169为佐剂皮下免疫组四次免疫结果统计图；j为pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169为佐剂鼻腔免疫组四次免疫结果统计图；k为各组第四次免疫后结果对比图，pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169以cpg为佐剂皮下免疫组免疫效果最佳。

序列表说明

seqidno:1为诺如病毒p蛋白的氨基酸序列。

seqidno:2-8分别为人、小鼠、灵长类、兔、光滑爪蟾、大鼠、豚鼠的aβ1-15肽的氨基酸序列。

seqidno:9为编码诺如病毒p蛋白的核苷酸序列。

seqidno:10为编码人aβ1-15肽的核苷酸序列。

seqidno:11为获得pet26b-pprotein-meagi质粒过程中所使用的定点突变正向引物。

seqidno:12为获得pet26b-pprotein-meagi质粒过程中所使用的定点突变反向引物。

seqidno:13为获得pet26b-pprotein-meagi&mkpni质粒过程中所使用的定点突变正向引物。

seqidno:14为获得pet26b-pprotein-meagi&mkpni质粒过程中所使用的定点突变反向引物。

seqidno:15-seqidno:141为编码本发明实施例中制备的嵌合aβ1-m肽的诺如病毒衣壳p蛋白的核酸序列。

seqidno:142-seqidno:151为构建表达优选的10种重组p蛋白的重组质粒的过程中，合成的目的dna片段的核苷酸序列，分别对应10copy-aβ1-6-loop1g72、1copy-aβ1-6-loop2s149、10copy-aβ1-6-loop2s149、20copy-aβ1-6-loop3g169、

3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169、

10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149、

1copy-aβ1-6-loop1-g72-10copy-aβ1-6-loop3g169、

1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169、

3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169、

10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169。

具体实施方式

定义：

除了另有说明以外，本发明中所有科技术语均使用本领域普通技术人员所通常理解的含义。

有序且重复的抗原阵列：是指多个aβ1-m肽(m为选自6-15的整数)重复并且有序地排列在诺如病毒重组p颗粒的表面。

p蛋白(pprotein)：是指诺如病毒的衣壳蛋白中的p蛋白，其能够在体外自主装成p颗粒。用于本文时，在基因水平上使用pprotein，意指编码p蛋白的基因片段、核苷酸序列、质粒等；在蛋白质水平上使用pprotein，意指p蛋白单体或二聚体。在附图中，蛋白示意图均为pprotein，例如图1、2和3中所示的编码p蛋白的质粒， 以及图4中变性电泳中所示的p蛋白单体。

p颗粒(pparticle，简称pp)：是指诺如病毒中由p蛋白在体外自组装成的蛋白颗粒，以24聚体形式最为常见。用于本文时，仅在蛋白质水平上使用pparticle(pp)，意指多聚体(例如24聚体等)的形式，包括各种应用于性质检测的蛋白和用于免疫的蛋白，如图4中非变性电泳中所示的多聚体形式。

pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1ak1-n2copy-aβ1-m-loop2ak2-n3copy-aβ1-m-loop3ak3：意指在p蛋白的loop1环中第k1位氨基酸后嵌合有n1个拷贝的aβ1-m，在loop2环中第k2位氨基酸后嵌合有n2个拷贝的aβ1-m，并且loop3环中第k3位氨基酸后嵌合有n3个拷贝的aβ1-m，并且m为各自独立地选自1-40的整数。除非另有说明，aβ1-m与p蛋白之间通过具有三个甘氨酸的多肽接头连接。例如，pprotein-1copy-aβ1-6-loop2t148-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop2n150：意指在p蛋白的loop2环中的第148位的氨基酸后，以及第149位的氨基酸后，以及第150位的氨基酸后分别嵌合有1个拷贝的aβ1-6，并且所有aβ1-6与p蛋白之间通过具有3个由gga编码的甘氨酸的氨基酸接头相连。

pprotein-10copy-aβ1-6-loop2s149(gga)0：意指在p蛋白的loop2环中的第149位的氨基酸后嵌合有10个拷贝的aβ1-6，并且aβ1-6与p蛋白之间不具有接头，且各个aβ1-6之间不具有氨基酸接头，即aβ1-6与p蛋白之间及各个aβ1-6之间通过肽键直接相连。

pprotein-10copy-aβ1-6-loop2s149(ggc)3：意指在p蛋白的loop2环中的第149位的氨基酸后嵌合有10个拷贝的aβ1-6，并且aβ1-6与p蛋白之间通过具有3个由ggc编码的甘氨酸的氨基酸接头相连，且各个aβ1-6之间通过具有3个ggc编码的甘氨酸的氨基酸接头相连。

下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明；但本发明并不限于这些实施例。除非另有说明，本文使用的制剂和设备均为普通市售品。

本发明提供了127种在p蛋白的loop1，loop2和/或loop3区域嵌合有多个拷贝的aβ1-m肽(m为选自6-15的整数)的重组p颗粒，形成所述127种重组p颗粒的重组p蛋白如表1所示。

表1.形成本发明的127种重组p颗粒的重组p蛋白的氨基酸序列和编码其的核苷酸序列

以下各表中的组号的重组p蛋白或重组p颗粒分别对应表1中相应组号的重组p蛋白。

本发明还提供了制备所述重组p蛋白颗粒的方法，包括以下步骤：

1.人工合成dna片段，其包含编码嵌合有多拷贝aβ1-m肽的p蛋白loop1、loop2和/或loop3结构域的dna片段；

2.构建pet26b-pprotein质粒(如图1a所示)；

3.采用点突变法，在不改变氨基酸序列的前提下，在p蛋白的loop1前和loop3后进行定点突变，获得新的酶切位点mkpni和meagi(如图1b所示)；

4.利用编码p蛋白的核酸上自带的酶切位点sali以及所获得的酶切位点mkpni和meagi，根据不同的构建需求，用步骤1中获得的合成的编码嵌合有多拷贝aβ1-m肽的p蛋白loop1、loop2和/或loop3结构域的dna片段对多个野生型环状结构dna进行整体替换，构建多种分别搭载多拷贝aβ1-m肽的重组p蛋白表达质粒(如图1d-1m所示)；

5.将步骤4中获得的表达质粒转入大肠杆菌内，稳定表达嵌合有aβ1-m免疫原的p蛋白，并自组装形成24聚体形式的p颗粒。

此外，本发明还进行了以下分析验证实验：

1.通过粒径测定和电镜分析对优选的十种蛋白疫苗进行了性质表征(如图4所示)。

2.利用pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白疫苗在c57bl/6j小鼠模型中进行了利用不同免疫剂量和不同免疫佐剂的实验，结果表明，以cpg为免疫佐剂时，25μg蛋白疫苗可刺激小鼠产生最高滴度的针对于aβ1-42的特异性抗体，同时该蛋白疫苗不会引起小鼠产生针对于aβ1-42的t细胞反应(如图5所示)。

3.以pp-1copy-aβ1-6-loop2s149、pp-10copy-aβ1-6-loop2s149、pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169三种蛋白疫苗为免疫原，以cpg为免疫佐剂，在小鼠模型中比较三种蛋白疫苗的免疫效果，同时分析皮下和鼻腔两种免疫方式对于蛋白疫苗免疫效果的影响(结果如图6所示)。实验结果表明，相比于鼻腔免疫，皮下免疫方式更利于蛋白疫苗诱导抗体的产生。

4.用127种候选蛋白进行免疫，比较多种蛋白的免疫效果，筛选出最优的候选疫苗。结果表明：相对于pbs对照组，多种疫苗均可以刺激小鼠产生针对于aβ1-42的特异性抗体；其中10种蛋白pp-10copy-aβ1-6-loopg72、pp-1copy-aβ1-6-loop2s149、pp-10copy-aβ1-6-loop2s149、pp-20copy-aβ1-6-loop3g169、pp-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149、pp-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169、pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169、pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169、pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169、pp-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169的免疫效果最佳，其刺激产生的aβ42抗体浓度较高。

实施例1.pet26b-pprotein质粒的构建

取4μgpet26载体质粒(购自novagen公司)，加入ndei酶和xhoi酶(购自takara公司)各1μl，并加入5μl酶切缓冲液(购自takara公司)，最后向体系中加入无菌水使终体积为50μl，37℃，酶切5小时，并对产物进行琼脂糖凝胶电泳，使用回收柱(购自invetrogen)进行回收，得到具有双酶切粘性末端的质粒载体。

通过基因合成的方法，合成如seqidno:9所示的p蛋白核苷酸序列，利用上述相同的双酶切方法，对合成的基因片段进行ndei/xhoi双酶切，并对产物进行琼脂糖凝胶电泳，使用回收柱进行回收，得到具有双酶切粘性末端的目的基因片段。

取上述双酶切后的载体片段和目的片段(摩尔比为1:3，总体积15μl)，混合，加入0.75μl的t4连接酶(购自takara公司)，以及1.5μl连接酶缓冲液(购自takara公司)，16℃连接过夜，得到具有能够表达p蛋白颗粒的pet26b-pprotein质粒，如图1a所示。

实施例2.带有酶切位点mkpni和meagi的pet26b-pprotein质粒的构建定点突变方法如下：

1.通过定点突变的方法，利用实施例1已经构建的pet26b-pprotein质粒，将5’ccgccg3’突变成5’cggccg3’以获得含有meagi酶切位点的pet26b-pprotein-meagi质粒，并且不改变氨基酸序列。具体实施方法如下：利用一对包含突变位点的完全互补的双向引物：

seqidno:11(正向)：5’cgttcacttggctccggccgtggctccaacc3’；

seqidno:12(反向)：5’ggttggagccacggccggagccaagtgaacg3’，

对整个质粒进行pcr反应，其pcr反应体系为kod-plusdna聚合酶体系(购自toyobo公司)，反应体系总体积为50μl(缓冲液5μl，dntp0.2mm，硫酸镁1mm，上下游引物各0.3μm，模板dna50ng，kod酶1μl,加水补充至终体积50μl)按照反应体系说明书进行pcr，得到20μlpcr产物，向产物中加入1μldpni酶(购自neb公司)，37℃酶切1h，取10μl酶切产物加入tran1-blue感受态细胞中(购自北京全式金公司)，冰上放置30min后42℃热击45s，冰上放置2min，而后将其加入600μl无抗性的液体lb培养基中，37℃200rpm复苏1h。将菌液平铺于含有卡那霉素(15μg/ml)的lb固体培养板上，37℃倒置培养过夜。得到突变质粒的克隆，测序验证序列正确。pet26b-pprotein-meagi质粒如图1b所示。

2.利用上一步骤构建的pet26b-pprotein-meagi重组质粒(如图1b所示)，将5’ggcaca3’突变成5’ggtacc3’以获得既含有meagi酶切位点又含有mkpni酶切位点的pet26b-pprotein-meagi&mkpni质粒，并且不改变氨基酸序列，其具体实施方法如下：利用一对包含突变位点的完全互补的双向引物：

seqidno:13(正向)：5’ggtgtcctgctcggtaccacccagctctcacc3’，

seqidno:14(反向)：5’ggtgagagctgggtggtaccgagcaggacacc3’，利用与上述相同的构建方法，得到pet26b-pprotein-meagi&mkpni质粒，测序验证序列正确。pet26b-pprotein-meagi&mkpni质粒如图1c所示。

实施例3.嵌合有人aβ1-m基因的p颗粒环状结构目的基因片段的合成

此步骤共有3种不同的合成方案：

第一种为嵌合位于mkpni酶切位点和sali酶切位点间的人aβ1-m基因的p蛋白环状结构目的基因片段，即仅在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1；

第二种为嵌合位于sali酶切位点和meagi酶切位点间的人aβ1-m基因的p蛋白环状结构目的基因片段，即(1)仅在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n2copy-aβ1-m-loop2；(2)仅在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n3copy-aβ1-m-loop3；(3)在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因并且在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n2copy-aβ1-m-loop2-n3copy-aβ1-m-loop3。其中m为各自独立地选自1～40的整数。

第三种为位于mkpni酶切位点和meagi酶切位点间的嵌合人aβ1-m基因的p蛋白环状结构目的基因片段，即(1)在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1-n2copy-aβ1-m-loop2；(2)在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1-n3copy-aβ1-m-loop3；(3)在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1-n2copy-aβ1-m-loop2-n3copy-aβ1-m-loop3。其中m为各自独立地选自1～40的整数。

以下举例说明上述三种合成方案。

3.1方案一：

3.1.1

pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72的嵌合有编码10个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop1基因片段的合成(如图2b所示)，合成的基因片段序列如seqidno:269所示。

3.2方案二：

3.2.1

pprotein-1copy-aβ1-6-loop2s149的嵌合有编码1个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop2基因片段的合成(如图2c所示)，合成的基因片段序列如seqidno:270所示。

3.2.2

pprotein-10copy-aβ1-6-loop2s149的嵌合有编码10个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop2基因片段的合成(如图2d所示)，合成的基因片段序列如seqidno:271所示。

3.2.3

pprotein-20copy-aβ1-6-loop3g169的嵌合有编码20个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop3基因片段的合成(如图2e所示)，合成的基因片段序列如seqidno:272所示。

3.2.4

pprotein-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169的嵌合有编码3个拷贝的aβ1-12肽的dna的loop2和编码3个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop3的基因片段的合成(如图2g所示)，合成的基因片段序列如seqidno:273所示。

3.3方案三：

3.3.1

pprotein-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149的分别嵌合有编码10个拷贝的aβ1-15肽的dna的loop1和编码10个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop2的基因片段(如图2f所示)，合成的基因片段序列如seqidno:274所示。

3.3.2

pprotein-1copy-aβ1-6-loop1-g72-10copy-aβ1-6-loop3g169的分别嵌合有编码1个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop1和编码10个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop3的基因片段的合成(如图2h所示)，合成的基因片段序列如seqidno:275所示。

3.3.3

pprotein-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169的分别嵌合有编码1个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop123基因片段的合成(如图2i所示)，合成的基因片段序列如seqidno:276所示。

3.3.4

pprotein-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169的分别嵌合有编码3个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop1、loop2、loop3基因片段的合 成(如图2j所示)，合成的基因片段序列如seqidno:277所示。

3.3.5

pprotein-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169的分别嵌合有编码10个拷贝的aβ1-6肽的dna的loop1、loop2、loop3基因片段的合成(如图2k所示)，合成的基因片段序列如seqidno:278所示。

此外，除了上述10种重组p蛋白之外，还有其他117种重组p蛋白的合成方法分别使用上述三种方案，具体如表2所示：

表2.本发明的127种重组p蛋白的合成方法和127种表达重组p蛋白的质粒的构建方法

实施例4.稳定表达嵌合有aβ1-m免疫原的p蛋白的pet26b载体的构建

与实施例3相对应，此步骤共有3种不同的合成方案：

第一种针对实施例3的方案一，为位于mkpni酶切位点和sali酶切位点间的嵌合人aβ1-m基因的p颗粒环状结构目的基因片段，即仅在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1；

第二种针对实施例3的方案二，为位于sali酶切位点和meagi酶切位点间的嵌合人aβ1-m基因的p颗粒环状结构目的基因片段，即(1)仅在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n2copy-aβ1-m-loop2；(2)仅在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n3copy-aβ1-m-loop3；(3)在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因并且在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n2copy-aβ1-m-loop2-n3copy-aβ1-m-loop3。

第三种针对实施例3的合成嵌合有aβ1-m免疫原的p蛋白的方案三，

为位于mkpni酶切位点和meagi酶切位点间的嵌合人aβ1-m基因的p颗粒环状结构目的基因片段，(1)在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1-n2copy-aβ1-m-loop2；(2)在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1-n3copy-aβ1-m-loop3；(3)在loop1上嵌合n1个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop2上嵌合n2个拷贝的aβ1-m基因，并且在loop3上嵌合n3个拷贝的aβ1-m基因，此方法制备的p蛋白简称pprotein-n1copy-aβ1-m-loop1-n2copy-aβ1-m-loop2-n3copy-aβ1-m-loop3。

以下举例说明上述三种合成方案。

4.1方案一：

利用突变而得的mkpni酶切位点和序列自带的sali酶切位点，对实施例2获得的pet26b-pprotein-meagi-mkpni质粒载体进行sali/kpni双酶切，切除原有的loop1区域，回收质粒作为载体。

同时对实施例3中合成的含有多个拷贝的人aβ1-m序列的重组loop1dna片段进行sali/kpni双酶切，得到目的dna片段。

将所述酶切目的dna片段连接到酶切载体上，得到能够表达嵌合有aβ1-m免疫原的重组p蛋白的pet26b质粒。最后测序验证序列是否正确，得到正确的质粒。

4.1.1表达pp-10copy-aβ1-6-loop1g72蛋白的质粒载体的构建

取4μg实施例2中获得的pet26b-pprotein-meagi-mkpni质粒载体，加入sali酶和kpni酶(购自takara公司)各1μl，并加入5μl酶切缓冲液(购自takara公司)，最后向体系中加入无菌水使终体积为50μl，37℃，酶切5小时，并对酶切后对产物进行琼脂糖凝胶电泳，并用胶回收试剂盒(购自天根生化技术有限公司)对产物进行回收，得到具有粘性末端的质粒载体。

同时，对实施例3中合成的dna片段10copy-aβ1-6-loop1g72，以同样的方法进行sali/kpni双酶切，得到目的基因片段。

将酶切后的载体与目的片段混合，加入t4连接酶(购自takara公司)0.75μl，并加入1.5μl连接酶缓冲液(购自takara公司)，16℃，连接过夜，得到表达pp-10copy-aβ1-6-loop1g72蛋白的质粒载体，测序后质粒正确，如图1d所示。

4.2方案二：

利用突变而得的meagi酶切位点和序列自带的sali酶切位点，对实施例2获得的pet26b-pprotein-meagi-mkpni质粒载体进行sali/eagi双酶切，切除原有的loop2和loop3区域，回收质粒作为载体。

同时对实施例3中合成的含有多个拷贝的人aβ1-m序列的重组loop2和loop3dna片段进行sali/eagi双酶切，得到目的dna片段。

将所述酶切目的dna片段连接到酶切载体上，得到能够表达嵌合有aβ1-m免疫 原的重组p蛋白的pet26b质粒。最后测序验证序列是否正确，得到正确的质粒。

4.2.1表达pp-1copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的质粒载体的构建

取4μg实施例2中获得的pet26b-pprotein-meagi-mkpni质粒载体，加入sali酶和eagi酶(购自takara公司)各1μl，并加入适宜的酶切缓冲液(购自takara公司)，最后向体系中加入无菌水使终体积为50μl，37℃，酶切5小时，并对酶切后对产物进行琼脂糖凝胶电泳，并用胶回收试剂盒(购自天根生化技术有限公司)对产物进行回收，得到具有粘性末端的质粒载体。

同时对实施例3中合成的dna片段1copy-aβ1-6-loop2s149，以同样的方法进行sali/kpni双酶切，得到目的基因片段。

将酶切后的载体与目的片段混合，加入t4连接酶(购自takara公司)0.75μl，并加入1.5μl连接酶缓冲液(购自takara公司)，16℃，连接过夜，得到表达pp-1copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的质粒载体,测序后质粒正确，如图1e所示。

4.2.2表达pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的质粒载体的构建

使用与4.2.1相同的方法，构建表达pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的质粒载体。质粒如图1f所示。

4.2.3表达pp-20copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体的构建

使用与4.2.1相同的方法，构建表达pp-20copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体。质粒如图1g所示。

4.2.4表达pp-3copy-aβ1-12-loops149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体的构建

使用与4.2.1相同的方法，构建表达pp-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体。质粒如图1i所示。

4.3方案三：

利用突变而得的meagi酶切位点和突变而得的mkpni酶切位点，对实施例2获得的pet26b-pprotein-meagi-mkpni质粒载体进行mkpni/meagi双酶切，切除原有的loop1、loop2和loop3区域，回收质粒作为载体。

同时对实施例3中合成的含有多个拷贝的人aβ1-m序列的重组loop1，loop2和loop3dna片段进行mkpni/meagi双酶切，得到目的dna片段。

将所述酶切目的dna片段连接到酶切载体上，得到能够表达嵌合有aβ1-m免疫原的重组p蛋白的pet26b质粒。最后测序验证序列是否正确，得到正确的质粒。

4.3.1表达pp-3copy-aβ1-6-loop1-g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体的构建

取4μg实施例2中获得的pet26b-pprotein-meagi-mkpni质粒载体，加入kpni酶和eagi酶(购自takara公司)各1μl，并加入适宜的酶切缓冲液(购自takara公司)，最后向体系中加入无菌水使终体积为50μl，37℃，酶切5小时，对产物进行琼脂糖凝胶电泳，并用胶回收试剂盒(购自天根生化技术有限公司)对酶切后产物进行回收，得到具有粘性末端的质粒载体。

同时对实施例3中合成的dna片段3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169，以同样的方法进行eagi/kpni双酶切，得到目的基因片段。

将酶切后的载体与目的片段混合，加入t4连接酶(购自takara公司)0.75μl，并加入1.5μl连接酶缓冲液(购自takara公司)，16℃，连接过夜，得到表达pp-1copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的质粒载体，测序后质粒正确，如图1l所示。

4.3.2表达pp-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的质粒载体的构建

使用与4.3.1相同的方法，构建表达10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的质粒载体。质粒如图1h所示。

4.3.3表达pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体的构建

使用与4.3.1相同的方法，构建表达pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体。质粒如图1j所示。

4.3.4表达pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体的构建

使用与4.3.1相同的方法，构建表达pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体。质粒如图1k所示。

4.3.5表达pp-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体的构建

使用与4.3.1相同的方法，构建表达pp-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s14910copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的质粒载体。质粒如图1m所示。

此外，除了上述10种重组p蛋白之外，还有其他117种表达重组p蛋白的质粒 的构建方法分别使用上述三种方案，具体如表2所示，获得的重组质粒未示出。

实施例5嵌合有人aβ1-m免疫原的p蛋白的表达和纯化

5.1重组p颗粒蛋白的表达

分别取上述实施例中制成的重组质粒1μl加入100μl大肠杆菌bl21感受态细胞(购自transgen公司)中，冰浴30min，然后在42℃水浴中，热激90s后，冰浴2min。向混合物中加入lb培养基600μl，180rpm/min，37℃培养1h。将混合物均匀涂布在含有卡那霉素(15μg/ml)抗性的lb固体培养基上，37℃培养24小时，即可获得可以稳定表达重组蛋白的菌株。挑取生长的菌落接种在20mllb培养基中，37℃，220rpm培养，并在培养混合物的od值达到1.0时，用异丙基硫代半乳糖苷(iptg，终浓度0.33mmol/l)进行诱导，16℃，220rpm诱导过夜。诱导完成后，将菌液以4000rpm离心20min，弃上清，用pbs重悬菌体沉淀，再次以4000rpm离心20min，弃上清，得到含有目的蛋白的菌体的沉淀。

5.2重组p颗粒蛋白的提取以及纯化

向5.1获得的菌体沉淀中加入20ml蛋白缓冲液(ph＝8.0，含50mmtris，300mmkcl)重悬，在冰上将菌体超声30min破碎菌体，将混合物以12000rpm，4℃离心30min，取上清。将上清过0.45μm滤膜后得到蛋白的粗提液。

重组p颗粒蛋白的结构如图3a-j所示。

利用阳离子交换柱(购自ge公司)对蛋白质粗提液进行纯化。其具体方案如下：首先用超纯水润洗交换柱，体积约为100ml，然后用ph为5.0的pb溶液平衡交换柱，流速2ml/min，然后将20ml蛋白粗提液以1ml/min的流速加入交换柱，待样品完全挂柱后，用ph为7.0的pb溶液冲洗交换柱，以除去杂蛋白，然后用含有浓度为1mol/l氯化钠的pb溶液进行洗脱，收集峰值蛋白，得到目的蛋白。

继续用疏水层析柱(购自ge公司)对蛋白进行进一步纯化，具体操作方法如下：首先用超纯水润洗柱子，然后用ph为7.0的pb溶液润洗疏水柱，流速为2ml/min。柱子平衡好之后，注入蛋白样品，待样品完全进入柱子后，用ph为7.0的pb与1mol/l氯化钠溶液进行梯度洗脱，洗脱时长为2小时，氯化钠浓度从1mol/l下降到0.1mol/l，收获峰值蛋白。

通过还原性sds-page鉴定10种p颗粒蛋白单体的大小。图4.a-j的上部图分别示出pp-10copy-aβ1-6-loop1g72蛋白的大小为45kd；pp-1copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的大小为37kd；pp-10copy-aβ1-6-loops149蛋白的大小为45kd；pp-20copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的大小为55kd；pp-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白的大小为66kd；pp-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的大小为38kd；pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的大小为47kd；pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2 s149-1copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的大小为3kd；pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的大小为45kd；pp-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白的大小为66kd。

然后利用superdex200分子筛(购自ge公司)进一步分离纯化p蛋白颗粒的24聚体形式，其操作步骤如下：用超纯水润洗柱子，流速1ml/min，润洗一个柱体积，然后用体积约120ml的ph5的pb缓冲液再次润洗柱子，然后将2ml蛋白提取液加入柱子中，用pb缓冲液以1ml/min的流速冲洗，收获峰值蛋白，得到p颗粒24聚体形式蛋白。并用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测三种蛋白的多聚体结构，如图4a-j的中间图所示，10种蛋白条带均在225kda之上，可知重组p蛋白可以自我组装成24聚体形式的p蛋白颗粒，并且蛋白纯化后，依旧保持了其多聚体的形式。

实施例6嵌合有人aβ1-m免疫原的p蛋白颗粒的性质表征

发明人进一步分析了10种蛋白多聚体的粒径大小和形态。粒径利用纳米粒径仪(购自马尔文公司)依据生产商的使用说明进行检测。分析结果表明在上述10种重组p颗粒溶液中存在平均直径在20nm左右的颗粒，如图4a-j的下部图所示，pp-10copy-aβ1-6-loop1g72蛋白颗粒的粒径为27.88nm；pp-1copy-aβ1-6-loop2s149蛋白颗粒的粒径为17.44nm；pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白颗粒的粒径为27.64nm；pp-20copy-aβ1-6-loop3g169蛋白颗粒的粒为32.55nm；pp-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白颗粒的粒径为35.88nm；pp-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白颗粒的粒径为17.02nm；pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白颗粒的粒径为28.92nm；pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169蛋白颗粒的粒径为18.14nm；pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169蛋白颗粒的粒径为25.56nm；pp-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169蛋白颗粒的粒径为36.09nm。同时，电镜测试结果表明，重组p蛋白的形态为近似于球形的颗粒，并为多聚体形式。根据标尺可知，10种蛋白多聚体主要包括20nm左右的颗粒。因此，上述10种重组p蛋白在体外均能自组装，形成p颗粒24聚体。本发明的127种p颗粒蛋白的蛋白大小和p颗粒粒径如表3所示。

表3.本发明的127种不同形式的重组p颗粒蛋白大小及p颗粒粒径

3.重组p颗粒蛋白疫苗的免疫效果

3.1p颗粒蛋白疫苗免疫剂量和佐剂的确定

选取pp-10copy-aβ1-6-loop2s149蛋白疫苗，在6-8周的雌性c57bl/6小鼠(购自北京华阜康生物科技股份有限公司)中进行免疫剂量和免疫佐剂的摸索，免疫剂量分别为12.5μg,25μg,50μg/只，用无菌pbs补至100μl/只，每组选用6只小鼠。免疫途径采用皮下注射方式，免疫佐剂为铝佐剂(购自brenntagbiosector公司)和能够特异性激发机体产生体液免疫的cpg佐剂(购自takara公司)，其核苷酸序列如下：tgtcgtcgtcgtttgtcgtttgtcgtt。第1天，第15天和第29天共计免疫3次，每次免疫前一天取血，第三次免疫两周后处死小鼠，检测重组p颗粒蛋白疫苗诱导小鼠的体液免疫和细胞免疫的免疫应答。共分为7个实验组和3个对照组，每组的免疫剂量、佐剂和免疫抗原如表4所示。

表4.pp-10copy-aβ1-6-loop2s149的免疫方案

3.1.1体液免疫—elisa检测实验

每次免疫前一天对小鼠割尾取血，血样37℃放置2h后，4℃放置1h，3000rpm离心，取上层血清，冻存待用。以aβ1-42(购自上海吉尔生化公司)为抗原，用无菌pbs配制成1mg/ml溶液，用抗原包被液稀释至1ng/μl，包被96孔板，每孔100μl，4℃包被过夜。每孔用300μlpbst(ph7.4，0.01mol/lpbs，含有0.05％tween-20)洗涤三次后，加入封闭液(ph7.4，0.01mol/lpbs，20％的新生牛血清)，37℃封闭2小时。用pbst洗涤三次，加入不同稀释梯度(1:200、1:800、1:3200、1:12800、1:51200、1：204800)的抗血清，每孔100μl，37℃，孵育2小时。用pbst洗涤三次，加入0.3μg/ml的hrp(辣根过氧化物酶)山羊抗小鼠二抗(购自北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司)，每孔100μl，37℃，孵育1小时。pbst洗涤三次，加入底物四甲基联苯胺(tmb)(购自天根生化科技有限公司)，每孔100μl，避光显色25分钟，每孔加入2m硫酸50μl，终止反应，酶标仪(购自bio-red公司)450nm处检测吸光度。

实验结果如图5.a所示，以cpg为免疫佐剂，并以25μg为剂量时，或者以50μg为剂量而不使用免疫佐剂时，pp-10copy-aβ1-6-loop2-s149蛋白疫苗在所有所示稀释倍数时，都可刺激小鼠产生具有相对较高滴度的针对aβ42的特异性抗体。

3.1.2细胞免疫－elispot检测

利用细胞因子干扰素γ的单克隆抗体(来自elispot试剂盒，购自bd公司)包被96孔板，浓度5μg/ml，每孔50ul,加盖4℃包被过夜。弃去包被抗体，用10％胎牛血清的完全培养基洗涤一次后，在每孔加入该完全培养基200μl，37℃封闭1小时后弃去培养基。拉颈将实验鼠处死，取其脾细胞，制成细胞浓度为10⁷个/ml细胞悬液，将细胞悬液加入包被好的96孔板中，每孔100ul。每孔加入1μg/ml的特异性抗原aβ1-42抗原100μl，37℃，5％co2培养箱中培养24小时，刺激、活化细胞。24小时后，用无菌水洗板两次，无菌pbst(ph7.4，0.01mol/lpbs，含有0.05％tween-20)缓冲液洗涤6次，洗去细胞。每孔加入干扰素γ的抗体(来自elispot试剂盒，购自bd公司)，50μl，抗体浓度为2μg/ml，室温孵育两小时。洗涤96孔板，加入辣根过氧化物标记的生物素二抗(来自elispot试剂盒，购自bd公司)每孔50ul，室温培养2h，pbst洗涤四次，pbs洗涤2次后，每孔加入50μlelispot显色液(aec底物)，避光室温反应5～60分钟，弃去染色液，用蒸馏水洗涤，过夜干燥后，利用显微镜计算出样品中被激活细胞的数目。

实验结果如图5b所示，t细胞反应阳性对照组aβ42组有较多的斑点数出现， 证明其有较强的t细胞反应。而25μg蛋白+铝佐剂组也有较多的斑点数出现，证明铝佐剂会刺激机体产生一定的t细胞反应。而25μgpp-10copy-aβ1-6-loop2-s149+cpg佐剂组和50μg组没有或有较少的阳性斑点数，证明其在体内无明显的t细胞反应发生，并且如3.1.1中所述，该免疫策略能够刺激小鼠产生最高滴度的针对于aβ42的特异性抗体。而出于疫苗的安全性考虑，选择25μgpp-10copy-aβ1-6-loop2s149+cpg佐剂作为最佳免疫策略。

3.2三种重组p颗粒蛋白疫苗的免疫效果比较

通过蛋白疫苗的免疫剂量和免疫佐剂的确定实验，申请人接下来首先挑选了三种较有代表性的重组蛋白，采用蛋白疫苗剂量为25μg/只，以cpg为佐剂的策略，利用鼻腔和皮下注射两种免疫方式来比较三种重组p颗粒蛋白疫苗在6-8周的雌性c57bl/6小鼠中的免疫效果，以对比鼻腔和皮下免疫效果，并确认不同蛋白的免疫效果差异。与3.1.1的方法相似，每2周免疫一次，共免疫4次，每次免疫前对小鼠进行割尾取血，对血清进行elisa检测。共分为7个实验组和3个对照组，每组的免疫原和免疫方式如表5所示。

表5.三种代表性p颗粒蛋白的免疫方案

应用3.1.1所述的方法，以aβ1-42为抗原，包被于elisa板上，以免疫后小鼠血清为一抗，hrp山羊抗小鼠抗体为二抗，tmb为底物，硫酸为终止液，进行反应，终止反应后，在450nm处，利用酶标仪对吸光度进行检测，通过吸光度的大小比较血 清中抗体的含量。并以pbs为阴性对照，以商用抗体6e10(购自covance公司)为阳性对照，以三种蛋白免疫小鼠前后的血清为实验组进行实验，结果如图6所示，三种蛋白都可以刺激小鼠机体产生针对于aβ42的特异性抗体。说明本发明疫苗具有良好的免疫原性。并用商用抗体6e10为阳性对照，绘制标准曲线，用于抗体浓度的计算，免疫效果比较结果如图6所示。三种蛋白的两种免疫方式都能够产生针对aβ42的特异性抗体，其od值都明显高于pbs组和cpg组，并随着免疫次数的增加，抗体浓度不断上升，在第四次免疫时，抗体水平能够达到最高值。通过对比可知，皮下免疫的效果要好于鼻腔免疫。

3.3多种重组p颗粒蛋白疫苗的免疫效果比较

申请人通过蛋白疫苗的免疫剂量和免疫佐剂的确定实验，以及三种代表性的重组蛋白的免疫试验，确定采用剂量为25μg/只，免疫方式为皮下注射，测定127种候选疫苗在6-8周的雌性c57bl/6小鼠中的免疫效果。免疫流程和方法如3.2中所述，免疫效果比较结果如表6所示。

表6.以127种不同形式的p颗粒作为免疫原的蛋白疫苗刺激小鼠产生的aβ42抗体的浓度

其中，pp-10copy-aβ1-6-loop1g72、pp-1copy-aβ1-6-loop2s149、

pp-10copy-aβ1-6-loop2s149、pp-10copy-aβ1-6-loop3g169、

pp-20copy-aβ1-6-loop3g169、pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149、

pp-10copy-aβ1-15-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149、

pp-20copy-aβ1-15-loop1g72-40copy-aβ1-6-loop2s149、

pp-3copy-aβ1-12-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169、

pp-1copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169、

pp-20copy-aβ1-12-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169、

pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-12-loop3g169、

pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop3g169、

pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-12-loop3g169、

pp-1copy-aβ1-6-loop1g72-1copy-aβ1-6-loop2s149-1copy-aβ1-6-loop3g169、

pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169、

pp-10copy-aβ1-6-loop1g72-10copy-aβ1-6-loop2s149-10copy-aβ1-6-loop3g169。这17种p颗粒免疫效果较好，能够诱导产生高浓度的抗体。

根据阳性抗体6e10制作标准曲线，其线性拟合曲线为y＝47.692x+0.2964，r²＝0.99。根据该标准曲线，在线性范围内，可计算诱导产生抗体的浓度，其中pp-3copy-aβ1-6-loop1g72-3copy-aβ1-6-loop2s149-3copy-aβ1-6-loop3g169在第四次免疫后诱导产生的抗体浓度在245.12μg/ml左右。因此，本发明具有良好的免疫效果，免疫后小鼠血清中抗aβ1-42抗体的浓度较高，具有非常好的治疗效果，是一种非常有潜力的治疗ad症的蛋白疫苗。