产气荚膜梭菌α毒素C末端的二拷贝串联表达与免疫原性分析

本研究旨在获得产气荚膜梭菌α毒素(CPA)C末端(第247-370位氨基酸,CPA_C)二拷贝串联融合蛋白,并评价其免疫原性。对已知的A型产气荚膜梭菌CPA_C编码基因进行优化设计,将其以同向串连的方式串联成二拷贝基因(GCPA_(C2)),经人工合成获得基因片段GCPA_(C2)。将GCPA_(C2)克隆至原核表达载体pET-30a (+)中进行表达与纯化,获得重组蛋白rCPA_(C2)。利用Western Blot方法检测rCPA_(C2)与A型产气荚膜梭菌毒素抗血清的反应性。随后,用rCPA_(C2)免疫家兔,并检测一免及二免后兔血清的中和抗体效价。在二免21 d后,经耳缘静脉注射1个家兔MLD的A型产气荚膜梭菌毒素,检测rCPA_(C2)对家兔的免疫保护效果。结果表明,rCPA_(C2)主要以包涵体的形式表达且能与A型产气荚膜梭菌毒素抗血清反应。每毫升的一免和二免抗血清分别可中和30个和80个小鼠MLD的A型产气荚膜梭菌毒素。1个兔MLD的A型产气荚膜梭菌毒素攻毒后,对照组4/4死亡,免疫组得到了100%(4/4)的保护。以上结果说明,rCPA_(C2)具有良好的免疫原性,从而为A型产气荚膜梭菌病基因工程疫苗的研制提供了重要的实验数据。     

产气荚膜梭菌α毒素C末端与中和抗原表位的串联表达及免疫保护性分析

为获得产气荚膜梭菌α毒素(CPA)的C末端(CPAC)与中和抗原表位NE(ARGFAK)的串联融合蛋白并评价其免疫原性,对已知的A型产气荚膜梭菌CPAC及NE的编码基因进行优化设计,并将两个基因的三拷贝序列串联,经人工合成获得基因片段GCPAC3NE3。将该片段克隆至原核表达载体p ET30a(+)中进行表达与纯化,获得重组蛋白。利用Western blot方法检测重组蛋白与A型产气荚膜梭菌毒素抗血清的反应性。随后,以纯化的重组蛋白免疫家兔,根据《中华人民共和国兽药典》(2015年版)规定的方法检测家兔血清的中和抗体效价。在二免后21 d,以1个MLD的A型产气荚膜梭菌毒素对家兔进行攻毒。结果表明重组蛋白主要以包涵体的形式存在表达且能与A型产气荚膜梭菌毒素抗血清反应。每毫升的一免抗血清可中和40个最小致死量(MLD)、二免抗血清可中和80个MLD的A型产气荚膜梭菌毒素;1个MLD的A型产气荚膜梭菌毒素攻毒后,对照组4/4死亡,免疫组得到了100%(4/4)的保护。以上结果说明,重组蛋白具有良好的免疫原性,从而为A型产气荚膜梭菌病基因工程疫苗的研制提供了重要的实验数据。     

产气荚膜梭菌α毒素基因工程菌表达产物免疫原性研究

已构建的能表达产气荚膜梭菌α毒素保护性抗原基因工程菌株Ｅ．ｃｏｌｉＢＬ２１（ＤＥ３）（ｐＸＥＴＡ１）经动物试验证实没有毒性。从ＩＰＴＧ诱导后的工程菌中提取包涵体,再辅以氢氧化铝胶制成抗原,免疫小鼠３０ｄ后,用产气荚膜梭菌强毒株培养物上清及培养菌体攻击,结果免疫鼠能抵抗至少２ＬＤ１００的攻击,证明Ｅ．ｃｏｌｉＢＬ２１（ＤＥ３）（ｐＸＥＴＡ１）工程菌株表达产物具有良好的免疫原性。     

产气荚膜梭菌β1毒素基因克隆与表达

以C型产气荚膜梭菌中PCR扩增出β1毒素基因,构建了表达质粒p GEXKG-β1,将构建的KG-β1转化受体菌BL21(DE3),得到重组菌株BL21/KG-β1。对重组菌株诱导的表达产物进行了SDS-PAGE分析,结果表明重组菌株可以高效表达毒素蛋白。     

产气荚膜梭菌α毒素基因工程菌表达产物的免疫原性研究

已构建的能表达产气荚膜梭菌α毒素保护性抗原基因工程菌株Ｅ．ｃｏｌｉＢＬ２１（ＤＥ３）（ｐＸＥＴＡ１）经动物试验证实没有毒性。从ＩＰＴＧ诱导后的工程菌中提取包涵体,再辅以氢氧化铝胶制成抗原,免疫小鼠３０ｄ后,用产气荚膜梭菌强毒株培养上清及培养菌体攻击,结果免疫鼠能抵抗至少２ＬＤ１００的攻击,证明Ｅ．ｃｏｌｉＢＬ２１（ＤＥ３）（ｐＸＥＴＡ１）工程菌株表达产物具有良好的免疫原性。     

产气荚膜梭菌ε毒素突变体的表达及免疫保护力评价

为获得产气荚膜梭菌ε毒素(ETX)的重组突变体,并评价其毒力及免疫原性。对已知的D型产气荚膜梭菌ETX编码基因进行优化设计,并将第106位组氨酸突变为脯氨酸,经人工合成获得基因片段GETXH106P。将GETXH106P克隆至原核表达载体p ET30a(+),转染BL21(DE3)菌中进行表达与纯化,从而获得重组蛋白r ETXH106P。利用Western blot方法检测r ETXH106P与D型产气荚膜梭菌抗血清的反应性,并检测其对犬肾细胞系(MDCK细胞)以及小鼠的毒力。随后,将r ETXH106P与Montanide ISA 201佐剂混合乳化制备疫苗,免疫4只健康家兔,按照《中华人民共和国兽药典》(2015年版)规定的方法检测一免及二免后兔血清的中和抗体效价。结果表明,r ETXH106P为可溶性表达,通过灰度扫描,其可溶性表达量比例可达30%;该重组蛋白能与D型产气荚膜梭菌毒素抗血清反应;细胞毒性试验结果显示,100μg/m L的重组蛋白仍无细胞毒性;小鼠安全性实验结果显示,6.25×106ng/kg剂量的重组蛋白对小鼠仍无致死性;每毫升的一免抗血清可中和450~700个最小致死量(MLD)、二免抗血清可中和3000~4000个MLD的D型产气荚膜梭菌毒素;用1 MLD的D型产气荚膜梭菌毒素攻毒后,对照组家兔4/4死亡,免疫组家兔4/4保护。以上结果表明,产气荚膜梭菌r ETXH106P重组蛋白毒力基本消失,且保留了良好的免疫原性,是D型产气荚膜梭菌病基因工程亚单位疫苗的理想候选抗原蛋白。     

乳糖诱导剂对重组C型产气荚膜梭菌α毒素基因表达的影响

采用限制性核酸内切酶酶切鉴定含α毒素基因的重组质粒,用SDS—PAGE检测不同条件下α毒素基因的表达情况。经酶切鉴定证实重组质粒pXETA02含有α毒素基因且基因序列和阅读框架正确。结果表明,以乳糖诱导α毒素基因表达的优化条件为：培养基pH7．0,培养温度37℃,菌体生长密度D600达到1．0时分批添加0．5g／L乳糖,诱导5h,此时目的蛋白表达量为23％,实现了α毒素基因的高效表达。从而为C型产气荚膜梭菌α毒素基因工程菌苗的生产工艺研究提供了可靠的试验数据。     

产气荚膜梭菌β毒素的表达及其抗血清的制备

PCR扩增B型产气荚膜梭菌C58-2株β毒素完整成熟肽序列,将942 bp的基因片段以正确的阅读框架定向克隆于p ET-32a(+)中,然后将重组质粒转化进宿主菌BL21(DE3)中,在37℃1 mmol/L IPTG诱导下该片段获得良好表达。经SDS-PAGE分析,其表达的蛋白约为54.6 ku,与预期值一致。Western blot显示,该重组蛋白可被C型产气荚膜梭菌血清识别,表明该重组蛋白具备与天然毒素相类似的反应原性。重组β毒素蛋白在菌液上清、超声波裂解上清和包涵体中均有分布,且以包涵体为主,表明重组蛋白可同时以胞外、周质和胞浆的形式表达。小鼠试验表明,重组β毒素蛋白不具有毒性。毒素-抗毒素中和试验表明,该抗血清具有β毒素特异性。以重组β毒素蛋白作为抗原免疫家兔,每0.1 m L的一免、二免、三免后抗血清分别可以中和10、20、50个小鼠MLD的C型毒素。结果表明,试验所获得的重组菌株有望成为产气荚膜梭菌β类毒素生产的候选菌株,所制备的抗血清有望进一步研制成为抗β毒素国家标准品。     

产气荚膜梭菌α毒素保护性抗原基因在大肠杆菌中的高效表达

对含有产气荚膜梭菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍｐｅｒｆｒｉｎｇｅｎｓ）α毒素基因的重组菌株ＢＬ２１（ＤＥ３）（ｐＸＥＴＡ１）和ＢＬ２１（ＤＥ３）ｐｌｙｓＳ（ｐＸＥＴＡ１）,通过培养性状观察和小鼠接种试验,证明这２株重组菌株均无致病性。随后对这２株重组菌株的表达产物进行了研究,经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和薄层凝胶扫描分析,ＩＰＴＧ诱导３～４ｈ后的ＢＬ２１（ＤＥ３）（ｐＸＥＴＡ１）表达的α毒素占菌体总蛋白３３．２１％,ＢＬ２１（ＤＥ３）ｐｌｙｓＳ（ｐＸＥＴＡ１）表达的α毒素占菌体总蛋白２７．２５％,其相对分子质量约３７５００;经Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析,表达产物可被α毒素抗血清识别。包涵体粗提物的免疫攻毒试验结果表明,以１倍致死量攻击的免疫小鼠可获得１００％（３６／３６）的保护,以２倍致死量攻击的免疫小鼠可获得９４．２８％（３３／３５）的保护,从而说明表达产物具有良好的免疫原性。     

D型产气荚膜梭菌α毒素基因的克隆与高效表达

为建立产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)α毒素(cpa)克隆表达方法,应用PCR方法从羊源D型产气荚膜梭菌中扩增cpa成熟肽基因序列,将其插入pET-28b载体中,构建重组表达载体pET-28b-cpa;通过PCR扩增、双酶切和测序方法对重组载体进行鉴定及序列分析,然后转入BL21(DE3)pLysS中诱导表达;用SDS-PAGE检测目的蛋白大小及分布,Western blotting方法检测其反应原性。结果表明,所扩增的cpa基因大小为1110 bp,与GenBank参考序列同源性为99%以上;SDS-PAGE分析结果表明,目的蛋白大小为41.2 ku,与预期大小一致,在超声波裂解上清和包涵体中均有分布,但主要以包涵体为主,两者分布均具有和天然毒素相似的反应原性。     

产气荚膜梭菌ε毒素蛋白高效表达体系的构建及其免疫保护性的研究

ε毒素是由B和D型产气荚膜梭菌产生的,能够引起牛、羊肠毒血症,给畜牧业造成巨大的经济损失。本试验将ε毒素基因片段(972 bp)以正确的阅读框架定向连接到pET-28a(+)质粒上,然后将重组质粒导入受体菌株,成功构建重组菌株BL21(DE3)。SDS-PAGE和Western blotting检测结果表明,重组的菌株BL21(DE3)能以包涵体的形式高效表达ε毒素(占菌体总蛋白的32.83%)。在此基础上,用有效剂量0.2 mg包涵体粗提物免疫家兔,抗血清间接ELISA检测结果显示,在第4周抗体效价达到最高值为8.7log2。因此,在本研究中构建的重组菌株BL21(DE3)能高效表达ε毒素,而且该毒素具有较高的免疫保护性。     

产气荚膜梭菌ε毒素及其疫苗研究进展

产气荚膜梭菌病是由产气荚膜梭菌引起的一种重要的人兽共患传染病,可导致山羊、绵羊等动物的肠毒血症或坏死性肠炎,并且可引起动物脑、心、肺和肾组织的水肿.B型和D 型产气荚膜梭菌所产生的ε毒素是引起动物上述病理变化和死亡的重要因素之一.虽然甲醛灭活的毒素疫苗能对动物产生保护性抗体,但是,灭活苗潜在的安全性原因使其在应用上受到限制.因此,基于ε毒素基因的重组疫苗和弱毒疫苗就成为人们研究的目标.     

产气荚膜梭菌α毒素的研究进展

产气荚膜梭菌 (Clostridiumperfringens)的致病作用一般由它所产生的胞外酶或毒素诱导。主要有α -毒素、β -毒素、θ -毒素及其他的一些胞外酶。本文针对产气荚膜梭菌α毒素的组成、结构、理化性质、作用机理及分子遗传等方面的研究进展作了简要综述。     

Recombinant unpurified rETXH106P/CTB-rETXY196E protects rabbits against Clostridium perfringens epsilon toxin

Epsilon toxin (ETX), produced by Clostridium perfringens types B and D, has been touted as a potential biological weapon and is known to induce fatal enterotoxemia in a variety of livestock animals. For the efficient production of recombinant proteins with the objective of investigating the effects of different recombinant vaccines against ETX, a bicistronic design (BCD) expression system including the ETX coding sequence with mutation of amino acid 106 from Histidine to Proline (ETX^H106P) in the first cistron, followed by Cholera Toxin B (CTB) linked with the ETX coding sequence with mutation of amino acid 196 from Tyrosine to Glutamic acid (ETX^Y196E) in the second cistron, was generated under the control of a single promoter. Rabbits were immunized twice with five inactivated recombinant Escherichia coli (E. coli) vaccines containing 100 µg/ml of the recombinant mutant rETX^H106P/CTB-rETX^Y196E proteins mixed with different adjuvants. Apart from rETX^H106P/CTB-rETX^Y196E-IMS1313-vaccinated rabbits, the neutralizing antibody titers of rETX^H106P/CTB-rETX^Y196E-vaccinated rabbits were higher after the initial immunization than those administered the ETX toxoid or current commercial vaccines. rETX^H106P/CTB-rETX^Y196E mixed with ISA201 induced the highest neutralizing antibody titer of 120 after the first immunization, suggesting that 0.1 ml of pooled sera could neutralize 120× mouse LD₁₀₀ (100% lethal dose) of ETX. Following the second vaccination, rETX^H106P/CTB-rETX^Y196E mixed with ISA201 or GR208 produced the highest neutralizing titer of 800. Rabbits from all vaccinated groups were completely protected from a 2× rabbit LD₁₀₀ of ETX challenge. These results show that these novel recombinant proteins can induce a strong immune response and represent potential targets for the development of a commercial vaccine against the C. perfringens epsilon toxin.     

重组C型肉毒梭菌毒素的表达与免疫保护性分析

本研究旨在获得重组C型肉毒梭菌毒素蛋白,并评价其免疫保护性。将麦芽糖蛋白（MBP）和C型肉毒梭菌毒素重链C末端（CH_C）的编码基因序列进行优化和串联,获得基因片段GMBPCH_C。将GMBPCH_C克隆至pET28a-（＋）后转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞,分别在15和37℃两种温度条件下诱导表达。利用Ni-IDA亲和层析方法对可溶性表达的目的蛋白进行纯化,从而获得重组蛋白rMBPCH_C。将rMBPCH_C与Montanide ISA 201佐剂混合制备成疫苗,免疫4只家兔,剂量为100 μg/只。根据《中华人民共和国兽药典》（2015年版）规定的方法检测一免后21 d及二免后14 d家兔血清的中和抗体效价。同时,在二免后14 d对家兔进行攻毒。结果表明,rMBPCH_C在37℃的诱导温度下,主要以包涵体的形式表达;在15℃的诱导温度下,可溶性表达的比例可达50%。一次免疫后,免疫组4只家兔血清对C型肉毒梭菌天然毒素（简称天然毒素）的中和效价均可达到1（0.1 mL血清中和1个小鼠最小致死量（MLD）的天然毒素）。二免后,家兔血清的中和抗体效价可达到4~8。用10个家兔MLD的天然毒素攻毒后,免疫组家兔得到了100%（4/4）的保护,而用1个家兔MLD的天然毒素攻毒后,对照组家兔100%（2/2）死亡。以上结果说明,rMBPCH_C具有良好的免疫原性,从而为C型肉毒梭菌病基因工程亚单位疫苗的研制提供了重要的试验数据。     

抗A型产气荚膜梭菌α毒素单链抗体基因的表达

将 2种抗 A型产气荚膜梭菌α毒素单链抗体 ( Sc Fv)基因 Sc Fv-2 E3和 Sc Fv-1 A8克隆至表达载体p UC1 1 9、p HOG2 1和 p ET2 0 b中 ,构建了重组质粒 p UC2 E3和 p UC1 A8、p HOG2 E3和 p HOG1 A8、p ET2 E3和 p ET1 A8后 ,分别转化至受体菌 JM1 0 5、JM1 0 9和 BL2 1 ( DE3 )中 ,得到重组菌株 JM1 0 5( p UC2 E3 )和JM1 0 5( p UC1 A8)、JM1 0 9( p HOG2 E3 )和 JM1 0 9( p HOG1 A8)及 BL2 1 ( DE3 ) ( p ET2 E3 )和 BL2 1 ( DE3 )( p ET1 A8)。 ELISA检测表明 ,经 IPTG诱导后所表达的目的蛋白存在于重组菌株 JM1 0 5( p UC2 E3 )和JM1 0 5( p UC1 A8)及 JM1 0 9( p HOG2 E3 )和 JM1 0 9( p HOG1 A8)的菌培养上清中 ,在重组菌株 BL 2 1 ( DE3 )( p ET2 E3 )和 BL2 1 ( DE3 ) ( p ET1 A8)的胞周质中检测到了 Sc Fv的存在。 SDS-PAGE和薄层扫描分析表明 ,重组菌株 BL2 1 ( DE3 ) ( p ET2 E3 )和 BL2 1 ( DE3 ) ( p ET1 A8)的蛋白表达产物分别占菌体可溶性蛋白的 0 .9%和 0 .7%,其大小约为 2 60 0 0 ,且表达的目的蛋白具有中和磷脂酶 C的活性。     

产气荚膜梭菌毒素基因分型PCR检测方法的建立及初步应用

建立一种快速鉴别诊断不同型产气荚膜梭菌的PCR检测方法,为动物产气荚膜梭菌病的快速诊断及流行病学调查提供有效的技术手段。克服传统鉴定方法耗时长、费用高的缺点,提高了检测效率。通过对产气荚膜梭菌α毒素、β毒素、ε毒素和ι毒素基因序列分析,利用Premier5.0软件设计并合成了5对特异性引物,建立了针对5种不同型产气荚膜梭菌的PCR鉴别诊断方法。通过反复试验确定了最佳退火温度为53℃。通过灵敏度试验表明,PCR检测方法最低能检测到的DNA浓度α毒素为308pg/μL,β毒素、ε毒素为30.8pg/μL,ι毒素A为0.122pg/μL,ι毒素B为0.05pg/μL。通过特异性试验表明,本方法具有较高的特异性。同时,通过对本方法检测出的阳性样品16S rRNA序列分析发现,与GenBank中的其他产气荚膜梭菌的16S rRNA序列同源性均在98%以上。表明建立的检测方法灵敏度高、特异性强,可以应用于动物产气荚膜梭菌病的实验室诊断。     

产气荚膜梭菌主要外毒素最新研究进展

产气荚膜梭菌是一种重要的人兽共患病的病原体,可引起人的食物中毒和抗生素相关腹泻.近年来,对产气荚膜梭菌的主要外毒素研究取得了重大进展.本文综述了产气荚膜梭菌主要外毒素的组成、结构、理化性质、作用机理、检测及分子遗传学等方面的研究进展.     

产气荚膜梭菌ε毒素基因的克隆、表达及其抗血清的制备

PCR扩增B型产气荚膜梭菌C58-2株ε毒素完整基因,并将其插入到pGEM-TEasy载体中,构建克隆载体pGEM-T-ε。对克隆载体pGEM-T-ε进行双酶切,将得到的918bp片段以正确的阅读框架定向克隆于pET-28a(+)中,然后将重组质粒转化进宿主菌BL21(DE3)中,在37℃1mmol/LIPTG诱导下该基因获得良好表达。经SDS-PAGE分析,其表达的蛋白约为36600,与预期值一致。Western-blotting试验显示,该重组蛋白可被D型产气荚膜梭菌血清识别,表明该重组蛋白具备天然毒素相似的反应原性。重组ε毒素蛋白在菌液上清、超声波裂解上清和包涵体中均有分布,表明重组蛋白可同时以胞外、周质和胞浆的形式表达,且以周质方式为主。重组蛋白在胰酶活化前后均可致死小鼠,活化后毒力可为原来的150倍。以重组ε毒素蛋白作为抗原免疫家兔制备血清,效价测定结果表明,重组ε毒素蛋白抗血清每毫升可中和30000个小鼠MLD。毒素-抗毒素中和试验和琼脂扩散试验均表明,该抗血清具有ε毒素特异性。     

CTB-CPA融合基因构建、表达及其产物的免疫原性

构建成含有编码霍乱毒素B亚单位 (CTB)和产气荚膜梭菌α毒素 (CPA)第 70～ 370位氨基酸的融合基因CTB CPA ,并在大肠杆菌中获得表达。经限制性内切酶鉴定和核苷酸序列分析表明 ,CPA基因在重组质粒中与CTB基因的连接向位是正确的 ,位于CTB基因的下游并与CTB基因处于同一阅读框架。重组菌株BL2 1(DE3) (pECTB CPA)经IPTG诱导后 ,其表达产物经SDS PAGE和Western blot检测表明 ,重组菌株可以表达CTB CPA融合蛋白。表达的产物以包涵体的形式存在 ,可分别被抗CT和A型产气荚膜梭菌抗毒素识别 ,表达量占菌体总蛋白的 2 2 7%。用表达产物免疫小鼠后 ,所产生的对A型产气荚膜梭菌毒素攻击的免疫保护力高于用单独的A型产气荚膜梭菌类毒素免疫的小鼠所产生的免疫力 ,证明所表达的融合蛋白中CTB起到免疫佐剂的作用 ,增强CPA的免疫原性