猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白研究进展

猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起的猪的传染病,对养猪业危害很大.GP5蛋白是PRRSV ORF5基因编码的一个糖基化的囊膜蛋白,具有较好的免疫原性,能够诱导产生中和抗体.因此,GP5蛋白在PRRSV的致病性、诊断、预防与控制等方面研究中具有重要意义,是研制基因工程疫苗的最佳候选基因.近年来对GP5蛋白的研究取得了重要的进展,现就GP5蛋白的特征、免疫作用及疫苗等方面做一综述.     

应用杆状病毒系统高效表达猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5基因

将猪繁殖与呼吸综合征病毒CH_la株囊膜糖蛋白 (GP5 )基因定向亚克隆到杆状病毒转移载体pBlueBacHisB中 ,与杆状病毒线性DNA(Bac_N_BlueTMDNA)共转染昆虫细胞sf9,经过三轮蚀斑纯化后 ,获得重组杆状病毒rBac_GP5。用该重组病毒感染sf9细胞后 ,应用间接免疫荧光试验、SDS_PAGE和Westernblot检测表明 ,GP5基因在杆状病毒系统中获得了高效表达 ,表达产物因糖基化程度差异 ,表观分子量有 2 2、2 5和 30kDa三种总计约占细胞蛋白总量的 2 6 .4%。     

杆状病毒介导猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白在PK15细胞中的表达与鉴定

以pFastBac I为载体骨架,通过PCR从pcDNA3.3-TOPO载体引入巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV3.3)强启动子及不同功能调控元件,构建成含有双启动子,能在PK15细胞(porcine kidney cell)中表达增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,eGFP)的昆虫杆状病毒转移(穿梭)载体pFastBac I-CMV3.3-eGFP。收获重组杆状病毒,侵染PK15细胞。倒置荧光显微镜下验证该重组转移载体构建成功,根据荧光水平筛选出重组杆状病毒侵染PK15细胞的最佳MOI(multiplicity of infection)和最佳表达强度时间。另将PRRSV(porcine reproductive and respiratory syndrome virus)GP5蛋白基因克隆到pFastBac I-CMV3.3载体。获得的重组杆状病毒以MOI=100侵染PK15细胞48h后收获细胞产物。Western blot鉴定目的蛋白的表达。结果表明,成功构建了重组杆状病毒介导PRRSV GP5蛋白在PK15细胞表达系统。因此,建立的重组杆状病毒在PK15细胞中高效表达GP5蛋白的方法,将为研究PRRSV吸附机制,GP5蛋白与宿主细胞互作蛋白的筛选和针对PRRSV基因工程疫苗的开发奠定了坚实的基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白在酿酒酵母中的定位研究

为研究猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)gp5基因在酿酒酵母中表达后蛋白的定位位置,以此揭示PRRSV在感染细胞中获取囊膜的位置信息,本研究首先将gp5基因克隆到酿酒酵母表达载体pUG35的gfp基因上游,构建重组质粒pUG-gp5-gfp,电击导入酿酒酵母CEN.PK2中,经尿嘧啶缺陷型营养筛选,获得重组酵母pUG-gp5-gfp/CEN.PK2,在甲硫氨酸营养缺陷培养基诱导表达后,荧光显微镜观察显示,gp5-gfp融合基因在酿酒酵母中获得表达,所表达的融合荧光蛋白主要聚积位置与内质网和质膜的定位模式一致,表明GP5蛋白信号肽在酵母中起到了导向作用,揭示了PRRSV在宿主细胞中获得囊膜的可能位置。该研究为其他病毒在宿主细胞中的组装位置研究提供新的思路。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白在疫苗上的应用研究进展

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)是影响养猪业发展的主要病原。GP5蛋白是PRRSV的主要糖蛋白,是中和抗体的主要靶标。因此,GP5蛋白的研究在PRRSV感染的诊断和新型基因工程疫苗的研发上具有重要意义。近年来,对于GP5蛋白的研究取得了重要的进展,本文就GP5蛋白的特性、功能和应用等方面进行综述。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白单克隆抗体的制备及鉴定

为制备猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)GP5蛋白单克隆抗体,首先构建猪PRRSV GP5基因的真核重组表达载体pCDNA-GP5,将其作为免疫原,对Balb/c小鼠进行免疫。取免疫4次后的小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞SP2/0进行融合。构建PRRSV GP5基因的原核重组表达载体pGEX-6P-GP5,将其转化至大肠埃希菌Rosetta(DE3)并诱导表达。以表达的原核蛋白GP5作为单克隆抗体的筛选抗原,通过间接ELISA进行杂交瘤细胞株的检测和筛选。本研究成功构建了GP5基因的真核重组表达载体pCDNA-GP5,表达并纯化了GP5蛋白。经2~3次亚克隆后获得3株针对GP5蛋白的杂交瘤细胞株,IFA和Western blot对3株杂交瘤细胞株分泌的单克隆抗体进行了鉴定。GP5蛋白单克隆抗体的成功研制,为进一步建立特异性PRRSV检测方法奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白在昆虫细胞中的可溶性表达

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV) GP5蛋白是该病毒基因工程亚单位疫苗研究的重要靶向抗原,基因变异较大,且难以高效表达.本研究通过比对美洲型PRRSV 3种基因亚型的代表性毒株GP5蛋白的氨基酸序列,选取其同源性较高的氨基酸序列组合为杂合GP5 (xGP5m),并在其N端分别添加3种穿膜肽序列(TAT、ppTG20...     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白的原核表达及鉴定

为获得猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)GP5蛋白,以一株PRRSV NADC30-like毒株的基因组RNA为模板,利用RT-PCR扩增出ORF5基因后,将该基因克隆至原核表达载体pCold-TF中,构建了重组质粒pCold-TF-GP5,转化Rosetta(DE3)后用IPTG诱导,经SDS-PAGE、Western blot鉴定,重组蛋白获得了可溶性表达,大小约为72 ku。将该蛋白过镍柱纯化后获得浓度为0.5 mg/mL的纯化蛋白,为下一步GP5蛋白单克隆抗体的制备奠定物质基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒国内分离毒株GP3、GP5和N蛋白抗原性分析

本研究利用抗美洲型病毒株的GP3、GP5和N蛋白的11株单克隆抗体,对国内分离毒株的GP3、GP5和N蛋白的抗原表位进行鉴别,并同国外参考毒株VR-2332、NVSL(美洲型,B型)、Lelystad(欧洲型,A型)及商品化疫苗毒的抗原多样性进行了比较与分析.通过对免疫过氧化物酶单层试验改进,建立了免疫荧光单层试验(IFMA),并采用该方法对国内分离毒株的GP3、GP5和N蛋白的抗原特性进行了鉴定,研究结果发现国内分离毒株和北美洲型VR-2332株的抗原性比较相近,而与欧洲型LV株的GP3、GP5的抗原性差异较大.根据N蛋白的单克隆抗体(ISU15A-E)与国内分离毒株的反应谱,按照美国L.Yang等[3]分类方法,本试验中的国内分离毒株均属于Ⅰ组.     

广西省猪繁殖与呼吸综合征病毒GP2、GP3、GP4蛋白遗传进化分析

研究表明,动脉炎病毒GP2、GP3和GP4形成的复合物决定病毒的细胞嗜性,猪繁殖与呼吸综合征病毒(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)GP2和GP4能与细胞受体CD163进行相互作用。GP3和GP4也是刺激猪体产生中和抗体的病毒蛋白。本研究选用本实验室在2013~2014年分离到的11株PRRSV毒株进行ORF2、ORF3和ORF4基因的克隆和序列测定,并与国内外代表毒株进行比对分析。结果显示,11株PRRSV GP2、GP3、GP4核苷酸序列同源性分别为94.6%~99.6%、95.3%~100%、93.9%~100%;与美洲经典毒株VR-2332 GP2、GP3、GP4氨基酸同源性分别为91.4%~93.0%、85.1%~86.7%、89.4%~91.1%;与HP-PRRSV毒株对应氨基酸的同源性分别为96.1%~99.6%、95.3%~98.8%、95.0%~99.4%。序列比对表明:11株PRRSV GP2、GP3、GP4蛋白氨基酸序列未出现缺失和插入,但出现多处点变异。遗传进化分析表明:11株PRRSV均分布在美洲型分支上,且与HP-PRRSV亲缘关系较近。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5a蛋白在大肠埃希菌中的表达

构建高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(highly pathogenic porcine reproductive and respiratory syndrome virus,HP-PRRSV)HuN4株GP5a蛋白基因的原核表达载体,并将其在宿主菌BL21(DE3)感受细胞中进行表达。以HP-PRRSV HuN4株GP5a蛋白的基因序列为模板,通过RT-PCR扩增获得GP5a蛋白全长基因片段,将其定向克隆到原核表达载体pGEX-6P-1中,构建含有GP5a蛋白基因的重组表达载体pGEX-GP5a;将构建的重组质粒转化宿主菌,经IPTG诱导,表达出目的蛋白;表达蛋白采用Western blot方法检测其反应原性。结果显示,成功克隆出了HP-PRRSV HuN4株GP5a蛋白基因全长,片段序列为156bp;构建的pGEX-GP5a载体经PCR、双酶切、测序鉴定均正确,转化表达宿主菌后经SDS-PAGE检测目的蛋白以包涵体的形式表达,用包涵体纯化法获得该蛋白;Western blot检测表达蛋白的反应原性,结果显示表达蛋白具有良好的反应原性。本试验成功构建了含有HP-PRRSV HuN4株GP5a蛋白基因的原核表达载体,成功表达、纯化得到了GP5a蛋白,为进一步研究GP5a蛋白的功能提供材料。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白分段表达及其生物学功能的鉴定

为进一步研究PRRSV GP5蛋白的生物学功能,本研究将已分离的PRRSV北美洲型野毒株TA-12的GP5基因分为4段(79 bp～207bp、133bp～330bp、229bp～492bp和382bp～603bp)分别克隆于pGEX-6p-1中,并转化E.coli BL21(Rosetta)细胞进行诱导表达.表达蛋白经纯化后,以间接荧光方法(IFA)检测它们与Marc-145细胞的相互作用.IFA检测结果表明GST-GP5-1和GST-GP5-2融合蛋白均能够与Marc-145细胞结合,而且其结合位点在27aa～110aa区域.本实验为进一步研究GP5蛋白生物学功能提供试验依据.     

猪繁殖与呼吸综合征病毒截短GP5蛋白间接ELISA方法的建立

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染主要引起母猪繁殖障碍和新生仔猪呼吸道症状,目前尚无有效的血清学检测方法评价猪群疫苗免疫或感染后抗体水平与免疫保护力之间的关系。为建立PRRSV GP5蛋白的ELISA方法,本研究选择GP5蛋白亲水区进行原核表达,以表达的重组蛋白tGP5为包被抗原建立了检测针对GP5蛋白抗体的ELISA方法,优化后反应条件为:抗原包被浓度2μg/mL,37℃包被2 h,5%脱脂乳37℃封闭2 h,待检血清稀释度1∶100,37℃作用1 h,二抗1∶20 000稀释,37℃作用45 min,37℃显色3 min,抗体临界值OD450nm≥0.22判为阳性,OD450nm<0.183判为阴性,介于两者之间为可疑。特异性和重复性试验证明,与猪瘟病毒、猪伪狂犬病毒、猪圆环病毒2型、猪口蹄疫病毒血清抗体无交叉反应,批内、批间重复性较好。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒HB-3株GP5-M-N蛋白核酸疫苗的构建及免疫原性

为探索猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)核酸疫苗用于免疫预防的可行性,试验用PCR方法扩增出PRRSV HB-3株GP5、M和N基因,通过Linker序列将GP5和M串联为GP5-M,双酶切后和N基因一起插入真核表达载体构建重组质粒pcDNA-GP5-M-N,经酶切鉴定表明GP5、M和N基因和载体连接正确。然后将重组质粒转染至Marc-145细胞,经间接免疫荧光及Western blot分析证实重组蛋白能在Marc-145细胞中表达。然后用重组质粒pcDNA-GP5-M-N免疫Balb/c小鼠,中和抗体检测结果表明,首免后2周即有小鼠产生可检测到的病毒中和抗体(1∶4),随后抗体水平快速升高,第8周抗体效价达到最高(1∶32)。说明本试验构建的重组质粒pcDNA-GP5-M-N能诱发免疫小鼠产生较高水平的中和抗体,为PRRSV核酸疫苗的研究奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒HB-3株GP5-M-N蛋白核酸疫苗的构建及免疫原性

为探索猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）核酸疫苗用于免疫预防的可行性,试验用PCR方法扩增出PRRSVHB-3株GP5、M和N基因,通过I,inker序列将GP5和M串联为GP5-M,双酶切后和N基因-起插入真核表达载体构建重组质粒pcDNA-GP5-M-N,经酶切鉴定表明GP5、M和N基因和载体连接正确。然后将重组质粒转染至Marc-145细胞,经间接免疫荧光及Western blot分析证实重组蛋白能在Marc-145细胞中表达。然后用重组质粒pcDNA-GP5-MN免疫Balb／c小鼠,中和抗体检测结果表明,首免后2周即有小鼠产生可检测到的病毒中和抗体（1：4）,随后抗体水平快速升高,第8周抗体效价达到最高（1：32）。说明本试验构建的重组质粒pcDNA-GP5-M-N能诱发免疫小鼠产生较高水平的中和抗体,为PRRSV核酸疫苗的研究奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5/M蛋白可溶性表达及免疫原性分析

为表达出高可溶性的GP5/M蛋白并检测其免疫原性,本试验将高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)HN07-1毒株ORF5和ORF6基因序列上GP5和M蛋白的编码核苷酸序列进行密码子偏爱性优化设计,构建了GP5/M融合Grifin、GST、MBP、NusA、Sumo、Thioredoxin、γ-crystallin、ArsC、PpiB、CeHSP17共10种不同可溶性标签的表达重组载体。分别转化至大肠杆菌BL21(DE3)中,IPTG诱导,SDS-PAGE电泳对融合蛋白的可溶性表达进行检测,筛选出高可溶性表达的GP5/M融合蛋白。重组蛋白通过Ni-NTA Agarose亲和纯化,免疫家兔,对获得的兔抗GP5/M血清进行间接ELISA和病毒中和试验。结果显示,成功构建10个GP5/M表达载体,10个标签中,MBP与GP5/M蛋白相融合的可溶性表达效果最好,并获得了高纯度的MBP-GP5/M重组蛋白质;通过免疫家兔,检测重组蛋白具有免疫原性并能刺激机体产生较高水平的中和抗体。结果表明,试验成功建立了稳定获得GP5/M重组蛋白质的方法,初步鉴定了重组蛋白的免疫效力,为PRRSV亚单位疫苗的后续研究及大量制备奠定基础。     

表达高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白的伪狂犬病病毒拯救与纯化

为研制预防高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(HP-PRRSV)感染的重组伪狂犬病病毒(PRV)活载体疫苗候选毒株,本研究依据HP-PRRSV HuN4毒株GP5基因序列设计并合成1对特异引物,BamHⅠ引入到引物的5′端,从HP-PRRSV毒株的RNA中,用RT-PCR扩增HP-PRRSV GP5基因。将BamHⅠ酶切的PCR产物与同样酶切并去磷酸化的PRV转移载体pG相连接,构建重组质粒pG-GP5/HP-EGFP。采用脂质体转染法将pG-GP5/HP-EGFP质粒转染已接种PRV三基因缺失毒株rPRV-gE^-/gI^-/TK^-的ST细胞中,经病毒空斑纯化,获得携有HP-PRRSV GP5基因和增强型绿色荧光蛋白(EGFP)标记基因的重组伪狂犬病病毒rPRV-GP5/HP-EGFP。将重组病毒rPRV-GP5/HP-EGFP接种CRISPR/Cas9 EGFP敲除质粒转染过的ST细胞,经4轮病毒空斑纯化,最终获得无绿色荧光蛋白的重组病毒rPRV-GP5/HP。经PCR鉴定及测序,证实获得的rPRV-GP5/HP在EGFP基...     

猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒GP5蛋白羧基端的噬菌体展示及其诱导仔猪产生中和抗体水平

为了发现并验证猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)保护性抗原GP5蛋白羧基端新的中和性表位,本研究运用生物信息学软件预测PRRSV GP5蛋白羧基端的抗原性,全基因合成GP5蛋白羧基端168～198位氨基酸的编码序列,构建了重组噬菌体M13-GP5aa168～198,以临床阳性血清进行Western blot分析重组噬菌体表面展示的GP5aa168～198多肽的免疫反应原性。以1.0×10~(13) PFU/mL重组噬菌体混合氢氧化铝佐剂制备免疫抗原,按照灭活疫苗免疫程序肌肉注射免疫PRRSV抗体阴性断乳仔猪2次,间隔2周,分别于末次免疫后的第2,4和6周采血,分离血清,以临床分离PRRSV强毒株进行中和试验。结果显示:重组噬菌体表面展示的GP5aa168～198多肽具有免疫反应原性,免疫仔猪后,能够诱导仔猪产生较高水平的中和性抗体,为构建PRRSV GP5新型多表位疫苗的开发奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒分离株GP5蛋白ORF5基因的克隆与序列分析

为揭示广东地区猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS)可能的流行规律,本研究采用RT-PCR的方法扩增5株来自广东地区猪场临床样品的猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)分离株的GP5蛋白ORF5基因,将其克隆、测序后与国内外部分毒株相应基因进行核苷酸序列比较。结果表明,PRRSV-2011-GD2、PRRSV-2011-GD3、PRRSV-2013-GD1、PRRSV-2013-GD2和PRRSV-2013-GD3株与美洲型参考株(VR-2332) 的核苷酸序列同源性分别为88.8%、99.5%、88.7%、88.7%和83.5%。系统进化树分析结果表明,PRRSV-2011-GD2、PRRSV-2011-GD3、PRRSV-2013-GD1、PRRSV-2013-GD2和PRRSV-2013-GD3株均属于美洲型。以上结果为更好地了解PRRSV的分子流行病学特征和抗原变异规律提供依据, 同时为研制基因工程疫苗奠定了基础。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白特异性纳米抗体的原核表达及鉴定

为获得针对猪繁殖与呼吸综合征病毒（porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV）GP5蛋白的特异性纳米抗体,并鉴定其抗原结合活性,以本实验室前期获得的PRRSV GP5蛋白特异性纳米抗体VHHGP5基因片段为模板,使用PCR对目的片段进行扩增,将扩增的片段经双酶切处理后连接到pColdSUMO-FLAG载体上,随后转化至E.coli TOP 10感受态细胞。经菌液PCR鉴定,将构建成功的重组质粒转化至E.coli BL21 （DE3）感受态细胞,用IPTG作为诱导剂对目的蛋白进行诱导表达,表达产物通过Ni-NTA亲和层析柱纯化。通过SDA-PAGE凝胶电泳分析表达及纯化后的蛋白,同时使用ELISA方法检测纯化后的纳米抗体效价,并使用Western blot鉴定纯化后的蛋白。SDS-PAGE结果显示,成功获得了大小约36 kDa的重组蛋白,利用原核表达系统制备的PRRSV GP5特异性纳米抗体重组蛋白以可溶性形式表达;ELISA结果显示,该纳米抗体结合抗原的效价为1:50 000;Western blot结果显示,该纳...