1、隨著DNA技術(shù)的發(fā)展,微生物的表面展示技術(shù)也有長(zhǎng)足進(jìn)步。所謂的表面展示技術(shù)是指利用微生物自身的表達(dá)系統(tǒng),將表達(dá)的外源肽或蛋白質(zhì)通過錨定蛋白錨定在微生物細(xì)胞的表面。微生物表面展示系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于開發(fā)全細(xì)胞催化劑、研究蛋白質(zhì)間的相互作用、篩選抗體和研發(fā)口服活載體疫苗等方面。除了噬菌體展示,細(xì)菌表面展示和酵母表面展示也相繼報(bào)道。
現(xiàn)有的酵母表面展示系統(tǒng),根據(jù)錨定蛋白不同,分為凝集素展示系統(tǒng)和絮凝素展示系統(tǒng)。最常用的且已商品化的釀酒酵母
2、展示系統(tǒng)是EBY100/pYD1(Invitrogen),此系統(tǒng)不適用于酵母野株,表達(dá)菌需要進(jìn)行基因工程改造替換AGA1啟動(dòng)子為GAL1-10,在表達(dá)菌的選擇方面受到了極大的限制,急需構(gòu)建適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單的新型表面展示系統(tǒng)。
隨著禁用藥物法規(guī)的出臺(tái)和耐藥蟲株的出現(xiàn),免疫預(yù)防成為控制球蟲病的主要措施。鑒于球蟲生活史復(fù)雜,蛋白表達(dá)具有階段性等特點(diǎn),目前有效疫苗較少。微線蛋白-2(EtMic2)作為一種與球蟲入侵相關(guān)的粘附蛋白,能
3、誘導(dǎo)雞體對(duì)球蟲產(chǎn)生一定的免疫保護(hù)作用。
釀酒酵母是公認(rèn)的益生菌,不但對(duì)機(jī)體安全無(wú)毒,而且能夠有效刺激機(jī)體的非特異免疫,提高免疫力。以酵母作為表達(dá)載體,制備的疫苗在抗菌、抗病毒方面顯示了很好的療效。同時(shí),酵母菌有類似高等生物的翻譯后修飾機(jī)制,在表達(dá)真核生物蛋白(如:柔嫩艾美爾球蟲)方面比細(xì)菌等更具優(yōu)勢(shì)。盡管,有研究表明,酵母的發(fā)酵產(chǎn)物具有一定抗球蟲感染的作用,然而,利用酵母制備抗球蟲的口服活載體疫苗還未見報(bào)道。
刺激機(jī)
4、體提高免疫力的有效成分是酵母細(xì)胞壁,利用雙向電泳比較疫苗株與原酵母株的差異蛋白組,以期評(píng)價(jià)EtMic2的展示對(duì)酵母細(xì)胞壁蛋白組的影響。
1、新型釀酒酵母表面展示系統(tǒng)的構(gòu)建
本研究,以一個(gè)帶有雙向啟動(dòng)子的質(zhì)粒pSP-G2為基礎(chǔ)質(zhì)粒,分別將AGA1和AGA2表達(dá)盒克隆至pSP-G2雙向啟動(dòng)子PGK1和TEF1下游,表達(dá)G418的抗性基因KanM作為篩選標(biāo)記,構(gòu)建酵母展示質(zhì)粒pYSD。將EGFP和EtMIC2克隆至AGA2
5、表達(dá)盒下游,并分別轉(zhuǎn)染酵母野株(CICC1224和HAO)和基因工程菌(EBY100和W303-1A),EGFP和EtMic2的展示,表明新型釀酒酵母展示系統(tǒng)構(gòu)建成功。為檢測(cè)釀酒酵母自身Aga2p的表達(dá)對(duì)外源蛋白的展示有無(wú)影響,構(gòu)建EBY100△aga2,分別轉(zhuǎn)染pYSD-EtMIC2,結(jié)果表明,EBY100基因組Aga2p對(duì)外源蛋白的展示無(wú)影響。為檢測(cè)外源蛋白的展示是否對(duì)酵母細(xì)胞本身的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響,對(duì)轉(zhuǎn)化有不同質(zhì)粒的酵母細(xì)胞(HAO/
6、pYSD、HAO/pYSD-EtMIC2和HAO/pYSD-GFP)和空白酵母(HAO)進(jìn)行了生長(zhǎng)曲線和倍增時(shí)間的測(cè)定。結(jié)果表明不同菌株的生長(zhǎng)曲線相似,倍增時(shí)間無(wú)差異,因此,外源蛋白(EGFP和EtMic2)的展示沒有改變酵母細(xì)胞的生長(zhǎng)特性,對(duì)其生長(zhǎng)無(wú)影響。pYSD展示質(zhì)粒含有表面展示所需的所有元件,因此,新型釀酒酵母展示系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便,不受表達(dá)菌的限制,可同時(shí)適用于酵母野株和工程菌。
2、EtMic2口服酵母疫苗的制備及其免疫
7、保護(hù)效果的評(píng)價(jià)
為進(jìn)一步確定EtMic2的展示,選擇100mM的二硫蘇糖醇(DTT)還原Aga1p和Aga2p-EtMic2之間的二硫鍵,用EtMic2單抗進(jìn)行Western Blot鑒定。確定表達(dá)后,將展示有EtMic2的全酵母細(xì)胞(HAO/pYSD-EtMIC2)口服免疫雛雞,分別設(shè)白對(duì)照,紅對(duì)照,空質(zhì)粒對(duì)照(HAO/pYSD),免疫三周后,攻柔嫩艾美爾球蟲孢子化卵囊3000個(gè)/只,白對(duì)照除外。對(duì)各組免疫雞采血,分離血清,
8、用間接ELISA方法測(cè)定血清中抗體水平和細(xì)胞因子,用MTT法檢測(cè)細(xì)胞免疫水平。結(jié)果表明,HAO/pYSD-EtMIC2能誘導(dǎo)有效的細(xì)胞免疫和體液免疫反應(yīng);攻蟲后,HAO/pYSD-EtMIC2組能提高相對(duì)增重為80.9%,卵囊減少率達(dá)76.56%,盲腸病變計(jì)分為2.3±0.46,表明能對(duì)Etenella產(chǎn)生一定的免疫保護(hù)作用。
3、EtMic2的展示對(duì)酵母細(xì)胞壁蛋白的影響
刺激機(jī)體提高免疫力的有效成分是酵母細(xì)胞壁,應(yīng)
9、用雙向電泳及質(zhì)譜技術(shù)比較分析疫苗株(HAO/pYSD-EtMIC2)和空白酵母(HAO)的細(xì)胞壁蛋白,在相同處理?xiàng)l件下,通過蛋白質(zhì)雙向電泳分離兩株酵母菌得到約210個(gè)蛋白點(diǎn),選取兩者差異表達(dá)2倍以上的點(diǎn)20個(gè),其中,14個(gè)點(diǎn)在HAO/pYSD-EtMIC2中表達(dá)上調(diào),6個(gè)點(diǎn)在HAO/pYSD-EtMIC2中表達(dá)下調(diào),進(jìn)行質(zhì)譜分析,4個(gè)蛋白點(diǎn)測(cè)序未成功。16個(gè)測(cè)序成功的蛋白中,按蛋白功能分為4類,分別與細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白、催化酶、功能代謝蛋