利用E.coli表达PCV2 Cap蛋白病毒样颗粒的不同策略及免疫原性评价

为得出在大肠杆菌(E.coli)中制备PCV2 VLPs的最佳策略,通过PCR方法,从临床样本中扩增出野生型nCap基因,并对其进行密码子优化合成yCap.以pET-32a为表达载体,构建重组质粒pET-32a-nCap和pET-32a-yCap,以BL21和含有稀有密码子tRNA的Rosetta-gamiB感受态细胞作为表达菌株,以相同体系培养并经IPTG诱导表达,称重比较收获的湿菌体量,通过SDS-PAGE与Western blot对Cap蛋白的表达方式及免疫反应性进行鉴定,使用镍亲和层析法进行纯化并通过SDS-PAGE分析纯化效率,并利用透射电镜观察能否形成VLP,将形成VLP的蛋白以弗氏佐剂为佐剂制备疫苗免疫小鼠,使用ELISA试剂盒测定特异性抗体IgG及细胞因子.结果显示,未经密码子优化的Cap蛋白只能在Rosetta-gamiB中表达,命名为VLP-B,经密码子优化的Cap蛋白在BL21和Rosetta-gamiB中均能表达,分别命名为VLP-A及VLP-C,3种蛋白均主要以可溶性形式表达且VLP-A的产量高于VLP-B、VLP-C;经镍亲和层析法纯化后皆可在透射电镜下观察到大量直径在20 nm左右的VLPs,但VLP-C纯化效率极低,VLP-A效果最佳,VLP-B次之;50 μg/只重组VLPs免疫小鼠后(dpi)抗体水平迅速升高,14 d时均已达到阳性临界值,并维持在一个较高的水平直至42 d,同时也诱导产生了细胞因子反应,VLP-C免疫原性最佳,VLP-B次之,VLP-A相对较差.由此可知,将Cap基因密码子优化并提供大肠杆菌所缺少的稀有密码子的tRNA的促进VLPs组装效果要优于提供tRNA,更优于密码子优化,但蛋白表达量低,无法使用镍亲和层析得到理想效果,仍需进一步探索纯化方式.此外,仅将Cap基因密码子优化,产量相对较高,可经镍亲和层析法纯化,但免疫原性相对较弱.结果表明,本研究为PCV2 VLPs疫苗的进一步研究和生产提供了参考依据,对于降低疫苗成本和研制相关生物制品具有重大意义.