張夏蘭,楊 鑫,周英順,王紅寧*
(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)院,四川 雅安 625014;2.四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,動(dòng)物疫病防控與食品安全四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610064;3.重慶市巴南區(qū)動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,重慶 401320)
哺乳動(dòng)物白介素6是一種多功能細(xì)胞因子,又稱為B細(xì)胞分化因子、干擾素J32及肝細(xì)胞刺激因子。白介素6在哺乳動(dòng)物具有廣泛的生物學(xué)活性,幾乎能影響免疫系統(tǒng)的所有細(xì)胞,在調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、影響急性期的蛋白應(yīng)答和造血功能等方面發(fā)揮重要作用,并與其它細(xì)胞因子相互協(xié)調(diào),共同構(gòu)成復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)。研究表明[1-4],哺乳動(dòng)物和禽類的IL-6具有免疫佐劑效應(yīng),能增強(qiáng)免疫應(yīng)答,同時(shí)還有資料顯示[5],細(xì)胞因子基因真核表達(dá)質(zhì)粒能夠增強(qiáng)疫苗的免疫效果。基于以上研究,本研究構(gòu)建了中國白兔白介素6基因真核表達(dá)質(zhì)粒pcDNA-IL-6,并與WHNRH株RHDV[6]核酸疫苗pcDNA-VP60、兔瘟組織滅活苗分別共同注射家兔后,觀察其對家兔免疫應(yīng)答的影響。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為20日齡、600~700 g的RHD非免疫中國白兔50只。質(zhì)粒pMD18-T-IL-6和真核表達(dá)質(zhì)粒pcDNA-VP60系本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建并保存。人“O”型紅細(xì)胞由成都市血站提供。溶菌酶、PEG8000,NH4Ac,異丙醇,NaOH,胰蛋白胨,酵母抽提物,小牛血清,葡萄糖,醋酸鈉,冰乙酸,氯仿,苯酚,無水乙醇均為分析純。
將本實(shí)驗(yàn)室保存的pMD18-T-IL-6與pcDNA3.1(+)真核表達(dá)載體質(zhì)粒經(jīng)HindⅢ和EcoRⅠ雙酶切后,進(jìn)行連接,并轉(zhuǎn)化JM109細(xì)菌。對重組質(zhì)粒進(jìn)行酶切及PCR鑒定后,送大連寶生物公司測序。重組質(zhì)粒命名為 pcDNA-IL-6。
質(zhì)粒DNA的大量提取,采取堿裂解法;純化則采取PEG(聚乙二醇)沉淀法。方法均參照分子克隆第三版進(jìn)行。
在免疫動(dòng)物前,把脂質(zhì)體和質(zhì)粒按1∶1的比例混合,4℃靜置30 min即可使用。
首免前實(shí)驗(yàn)兔耳靜脈采血,分離血清,檢測實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)兔出血癥病毒特異性抗體滴度,淘汰掉大于2 log2的兔子。將50只20日齡、600~700 g的家兔隨機(jī)分為5組,免疫兩次,兩次免疫時(shí)間間隔20 d。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免疫程序見表1。
表1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免疫程序
首免后 7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d、70 d 對實(shí)驗(yàn)兔耳緣靜脈采血,自動(dòng)凝集析出并收集血清,56 ℃30 min滅活,-20℃保存待檢。
兔瘟特異性抗體檢測采用血凝抑制(HI)試驗(yàn)進(jìn)行,檢測結(jié)果抗體效價(jià)用2n表示。應(yīng)用SPSS11.0對同一時(shí)間段不同組別、同一組別不同時(shí)間段得血清特異性抗體水平進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。
用實(shí)驗(yàn)室保存地兔出血癥病毒分離株WHNRH,于免疫后70 d接種試驗(yàn)兔,每只皮下注射0.5 ml(100LD50)進(jìn)行攻毒,然后統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)兔地發(fā)病及死亡情況,對死亡兔只做病理剖解。
通過質(zhì)粒PCR、雙酶切和測序鑒定(見圖1),IL-6基因按照正確的閱讀框架插入到pCDNA3.1(+)質(zhì)粒中,pcDNA-IL-6真核表達(dá)質(zhì)粒構(gòu)建成功。
圖1 兔IL-6 RT-PCR及質(zhì)粒p MD-IL-6鑒定結(jié)果
特異性抗體檢測結(jié)果,以血凝抑制抗體的最高倍比稀釋倍數(shù)2的次方值表示,(若血清抗體的最高血凝抑制效價(jià)是 “5”,則血清的稀釋滴度為1:25)。pcDNA-VP60真核表達(dá)質(zhì)粒,與真核表達(dá)質(zhì)粒pcDNAIL-6免疫兔,以及pcDNA-IL-6與不同的疫苗免疫家兔之后,均產(chǎn)生了不同程度的RHDV特異性抗體,各實(shí)驗(yàn)組與空載體對照組相比,差異均極顯著(P<0.01)。其中,核酸疫苗與pcDNAIL-6分子佐劑組合產(chǎn)生的抗體水平最高,單獨(dú)使用核酸疫苗效果最差,各組之間抗體水平在不同的時(shí)間段的差異不一致,從從差異不顯著到差異極顯著。特異性抗體在首免后抗體逐步上升,二免前兔瘟組織滅活苗上升相對核酸疫苗迅速,而核酸疫苗上升緩慢。二免后RHD核酸疫苗誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答開始明顯上升。免疫后28 d抗各種疫苗誘導(dǎo)體達(dá)到峰值水平,免疫后70 d有的免疫組抗體明顯下降(表2),免疫后血清抗體動(dòng)態(tài)變化曲線見圖2。
圖2 兔免疫后血清抗體動(dòng)態(tài)變化曲線
攻毒后第1 d,對照組就有實(shí)驗(yàn)兔死亡,第2 d未注射pcDNAIL-6真核質(zhì)粒組的實(shí)驗(yàn)兔開始死亡,第4d之后就沒有實(shí)驗(yàn)兔死亡。攻毒后死亡情況:對照組注射質(zhì)粒載體pcDNA3.1(+),實(shí)驗(yàn)兔全部死亡,注射核酸疫苗pcDNA-VP60組,死亡3只,其他實(shí)驗(yàn)組無兔只死亡。對死亡兔進(jìn)行剖解,其病理變化表現(xiàn)為:氣管和支氣管黏膜充血;肝腫大,呈黃褐色,質(zhì)脆;脾臟腫大,呈黑紫色;腎呈暗紅色,被膜下和切面有大量出血點(diǎn);肺表面有大小不等的出血斑,嚴(yán)重者甚至整頁肺出血;膀胱內(nèi)有黃褐色較濃稠的尿液;淋巴結(jié)腫大。
將細(xì)胞因子重組蛋白用于佐劑存在的主要缺陷是半衰期短,其活性易受內(nèi)環(huán)境如PH值、各種水解酶及血漿蛋白的影響;同時(shí),大劑量的細(xì)胞因子還可導(dǎo)致發(fā)熱、炎癥等副作用。受DNA疫苗以質(zhì)粒作為抗原載體的啟發(fā),以重組質(zhì)粒表達(dá)的細(xì)胞因子,即細(xì)胞因子基因佐劑,可以克服這些缺點(diǎn)而得以在DNA疫苗這個(gè)領(lǐng)域中得到更多的重視和研究。且基因佐劑1次少量接種即可在機(jī)體內(nèi)長時(shí)間低量表達(dá),而且表達(dá)產(chǎn)物接近天然狗構(gòu)象,是體內(nèi)存在的免疫效應(yīng)因子,對機(jī)體無毒副作用。
許多細(xì)胞因子,已被證實(shí)能增強(qiáng)DNA免疫應(yīng)答的強(qiáng)度,發(fā)揮佐劑的作用。郭焱等[1]報(bào)道,共表達(dá)IL-6基因質(zhì)粒能夠促進(jìn)小鼠免疫應(yīng)答;龍章富等[3]報(bào)道,豬IL-6基因能夠增強(qiáng)小鼠對豬帶絳蟲抗原基因的免疫應(yīng)答;嚴(yán)琳等[4]研究報(bào)導(dǎo),豬IL-6基因的原核表達(dá)產(chǎn)物對偽狂犬病基因缺失疫苗具有免疫佐劑效應(yīng)。目前,有關(guān)中國白兔IL-6的免疫學(xué)特性研究,國內(nèi)還未見報(bào)道。了解中國白兔IL-6在家兔免疫應(yīng)答中的作用,具有重要意義,研究新型的分子免疫佐劑,提高疫苗免疫應(yīng)答能力,有重要實(shí)用價(jià)值。
本研究首次構(gòu)建了中國白兔IL-6真核表達(dá)質(zhì)粒pcDNAIL-6,并將其與兔瘟組織滅活苗和pcDNA-VP60 DNA疫苗聯(lián)合免疫試驗(yàn)兔,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,分子佐劑pcDNAIL-6與疫苗聯(lián)合免疫時(shí)可促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生快速持久的免疫應(yīng)答,證明了分子佐劑pcDNAIL-6對pcDNA-VP60 DNA疫苗和RHD組織滅活苗具有免疫佐劑效應(yīng),能增強(qiáng)機(jī)體抵抗病毒的能力,這與其他關(guān)于哺乳動(dòng)物IL-6基因真核表達(dá)質(zhì)粒佐劑效應(yīng)研究結(jié)果基本吻合。同時(shí),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果還可以看出,從免疫后第14 d開始,共注射了pcDNAIL-6/脂質(zhì)體復(fù)合物的試驗(yàn)組抗體水平顯著高于未注射pcDNAIL-6/脂質(zhì)體復(fù)合物試驗(yàn)組,說明真核表達(dá)質(zhì)粒pcDNAIL-6在接種后14 d才表現(xiàn)出免疫增強(qiáng)作用,說明真核表達(dá)質(zhì)粒進(jìn)入機(jī)體后,需經(jīng)10~15 d方可得到良好的表達(dá),與DNA疫苗進(jìn)入機(jī)體后誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答的時(shí)間基本一致。
關(guān)于中國白兔IL-6分子佐劑效應(yīng)研究,國內(nèi)尚未見報(bào)道。本研究對中國白兔IL-6真核表達(dá)質(zhì)粒分子佐劑效應(yīng)的研究,為進(jìn)一步研究中國白兔IL-6的免疫學(xué)特性提供了基礎(chǔ)材料。
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