冉 皚,凌洪權,曾 政,駱 璐,吳勝昔,董春霞,李 云,陳 婭
(1.重慶理工大學 藥學與生物工程學院, 重慶 400054;2.重慶市動物疫病預防控制中心, 重慶 401120)
犬瘟熱(canine distemper,CD)是由犬瘟熱病毒(canine distemper virus,CDV)引起的一種致命的、高度傳染性的多種動物共患性疾病[1]。病毒通過氣溶膠或直接接觸受感染動物分泌物進行傳播。近些年來CDV宿主范圍的種類正在不斷擴大,如犬科、原甲科、鳶尾科、熊科、鼬科、貓科、鬣狗科和鳳科等[2-3]。研究表明,幾乎所有的食肉目動物對CDV易感。CDV大流行目前在家養(yǎng)的狐貍和水貂中都很普遍,給狐貍和水貂產(chǎn)業(yè)造成了重大的經(jīng)濟損失[4-5]。CDV的高致死率對大熊貓種群的安全也構成了嚴重威脅。如能及早發(fā)現(xiàn)并防治,無疑會最大限度地減少犬瘟熱帶來的損失。
CDV是一種包膜負鏈RNA病毒,屬于副黏病毒科麻疹病毒屬。共編碼8個蛋白:核衣殼蛋白(N)、血凝素(H)、基質(zhì)膜蛋白(M)、磷蛋白(P)、病毒聚合酶(L)、融合蛋白(F)以及2個非結構蛋白C和V[6]。CDV NP有很高的保守性,在病毒復制和轉(zhuǎn)錄中起主要作用,具有較強的免疫原性和中和病毒的能力[7-8]。目前現(xiàn)有的犬瘟熱的檢測方法有病毒分離、PCR技術、血清學診斷技術等[9]。其中血清學技術應用更廣泛,血清學技術主要依賴于抗原、抗體的特異性反應。單克隆抗體具有靈敏高、特異性強和制備方便等優(yōu)點,已被廣泛應用于疾病的診斷與治療[10]。國內(nèi)檢測CDV的抗體產(chǎn)品質(zhì)量不一,雖然國外有比較成熟化的抗體產(chǎn)品,但其價格高昂。前期研究已制備了高純度、特異性強的CDV NP。本研究以CDV NP為抗原免疫BALB/c小鼠,采用PEG1500為化學誘導劑,進行細胞融合,間接ELISA法篩選單克隆雜交瘤細胞,進行腹水誘生,并對制備的抗體進行生物特性鑒定。本研究制備的CDV NP單抗對犬瘟熱的診斷及防控具有重要應用價值。
1.2.1動物免疫
第1次免疫取0.1 mL純化的重組蛋白CDV NP抗原(1 mg/mL)與等體積弗氏完全佐劑,采用注射器雙推法進行乳化,乳化完全后腹腔皮下多點免疫6周齡的BALB/c小鼠。在第1次免疫后3周、5周、7周,取等量弗氏不完全佐劑與CDV NP抗原乳化加強免疫小鼠。在第4次免疫7 d后,對免疫小鼠進行眼眶采血并離心取血清,利用間接ELISA方法測產(chǎn)生CDV NP抗體的效價,待效價(P/N≥2.1,P和N分別為去除PBS背景值的陽性及陰性OD450值)達到1∶10 000則符合細胞融合要求,否則需再每隔2周進行免疫。在細胞融合前3 d,取0.2 mL不加佐劑的抗原,腹腔加強免疫小鼠。
1.2.2抗原包被濃度及陰陽性血清稀釋度的篩選
以純化的CDV NP作為抗原,設置篩選濃度(0.5、1.0、2.0、4.0 μg/mL),每孔100 μL包被酶標板,4 ℃過夜,陰陽性血清(1∶1 000~1∶128 000)進行梯度稀釋(PBS),作為一抗每孔100 μL;其中設定PBS溶液為空白對照。HRP-羊抗小鼠IgG用PBS按1∶4 000進行稀釋作為二抗溶液,按照間接ELISA的方法[11]篩選出陰性血清和陽性血清的稀釋度以及抗原最優(yōu)包被濃度。
1.2.3細胞融合
1) 飼養(yǎng)細胞的制備
細胞融合前一天,將未免疫KM小鼠斷頸處死,對其進行消毒后用剪刀輕輕剪開腹部皮膚至腹膜露出,用注射器吸取10 mL HAT培養(yǎng)基注入小鼠腹腔,針頭留于腹中,用棉球輕輕按揉腹部約1 min,用針管抽出腹腔內(nèi)含有飼養(yǎng)細胞的培養(yǎng)基約6 mL,置于50 mL HAT培養(yǎng)基中,混勻后向96孔細胞板滴加飼養(yǎng)細胞培養(yǎng)基,置于37 ℃、5% CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
2) 骨髓瘤 (SP2/0)細胞的制備
將復蘇的SP2/0細胞加入6孔細胞板中,加入完全培養(yǎng)基,置于37 ℃、5% CO2細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。顯微鏡觀察細胞狀態(tài)并進行換液、傳代。挑選10瓶細胞密度高、狀態(tài)好的SP2/0進行細胞融合。
3) 脾臟細胞與SP2/0細胞融合
利用不完全DMEM培養(yǎng)基對細胞瓶中的SP2/0細胞進行吹打,將其轉(zhuǎn)入50 mL無菌離心管中。將符合細胞融合要求的BALB/c小鼠摘除眼球取血并離心取血清。將處死后的小鼠進行消毒,取出脾臟,置于裝有不完全培養(yǎng)基的無菌平板中,用彎曲的無菌針頭輕輕刮動脾臟組織,使脾臟細胞分離。將脾臟細胞懸液與SP2/0細胞懸液混合,離心。去除上清,在90 s內(nèi)加入1 mL的PEG-1500(40 ℃),在90 s內(nèi)加入30 mL的DMEM培養(yǎng)基(37 ℃),37 ℃靜置10 min,離心去除上清。加入40 mL HAT培養(yǎng)基,使其懸浮均勻,滴加于含有飼養(yǎng)細胞的96孔細胞板。置于細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。一周后用HT培養(yǎng)基換出細胞板中的HAT培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)并觀察融合細胞狀態(tài)。
1.2.4陽性雜交瘤細胞的篩選
根據(jù)1.2.2小節(jié)篩選出的最佳濃度進行抗原包被,將融合得到的克隆細胞上清液作為檢測一抗,分別將陰性血清和陽性血清用PBS以 1∶128 000進行稀釋作為陰性對照組和陽性對照組,并設置空白對照PBS溶液和SP2/0細胞上清液;將HRP-羊抗小鼠IgG用PBST按1∶4 000進行稀釋作為二抗溶液,參考間接ELISA的方法篩選出陽性雜交瘤細胞。
1.2.5陽性雜交瘤細胞的亞克隆
采用有限稀釋法克隆雜交瘤細胞。將細胞用含有飼養(yǎng)細胞的HT培養(yǎng)基按照1∶10、1∶100、1∶1 000、1∶10 000、1∶50 000、1∶100 000進行稀釋,分裝96孔細胞培養(yǎng)板,亞克隆7 d后觀察細胞并標注好單克隆細胞孔,當單克隆細胞生長狀態(tài)較好時,吸取上清液作為一抗溶液,用間接ELISA檢測抗體情況;繼續(xù)將陽性單克隆孔進行1次或2次亞克隆,直至篩選出穩(wěn)定分泌抗體的單克隆細胞株。
將能穩(wěn)定分泌抗體的單克隆細胞株擴大培養(yǎng)與凍存。實驗前5 d,向BALB/c小鼠腹腔注入300 μL弗氏不完全佐劑增強免疫原性,將細胞狀態(tài)較好的細胞用DMEM培養(yǎng)基進行吹打,將0.3 mL(1~3×106個細胞)的細胞懸液注射小鼠腹腔。7 d后,若觀察到小鼠腹部明顯腫脹可用較粗的無菌針頭刺穿小鼠腹部(先對腹部進行消毒處理)抽出腹水于離心管中;離心后保留上清液,-20 ℃保存,備用。
1.4.1單克隆抗體的純化及純度鑒定
參考文獻[7]的方法用protein A柱對腹水進行親和層析純化處理。加入Tris(pH值=10)至純化后單克隆抗體中,調(diào)pH至中性,-20 ℃保存。用分離膠濃度為10%的SDS-PAGE蛋白電泳對單克隆抗體純度進行初步鑒定。
1.4.2單克隆抗體濃度測定
參考BCA蛋白濃度測定試劑盒,依次取BCA蛋白0、1、2、4、6、8、10 μL,加入7個孔中,補加雙蒸水使終體積為10 μL,再吸取10 μL待測CDV NP單克隆抗加體到空白孔中,每個樣品重復做2~3個;向其加入工作液后37 ℃溫浴30 min,冷卻至室溫后測孔中OD562吸光度值以此繪制BCA蛋白標準曲線,根據(jù)標準曲線計算CDV NP單克隆抗體濃度。
1.4.3單克隆抗體亞類鑒定
參考SIGMA單抗亞類鑒定試劑盒要求步驟鑒定抗體的亞型。
1.4.4單克隆抗體效價的測定
分別吸取1 μL純化后的單克隆抗體與1 μL腹水原液加入至1 mL PBS的EP管混勻,進行倍比稀釋(1∶8 000~1∶2 048 000),陽性、陰性血清分別稀釋(1∶128 000),作為陽性、陰性對照, PBS作為空白對照。采用間接ELISA方法測定3-3G、1-10B單克隆抗體的效價。
1.4.5單克隆抗體的Western blot鑒定
取20 μL鎳柱純化得到的CDV N重組蛋白與誘導后的pET28a(+)/BL21(DE3)基因工程菌進行SDS-PAGE電泳,按照Western blot的操作步驟對純化得到的CDV NP單克隆抗體進行特異性鑒定。一抗為純化的單克隆抗體稀釋液(1∶10 000),二抗為HRP-羊抗鼠IgG稀釋液(1∶4 000)。
對免疫后的小鼠以及未免疫健康小鼠進行眼眶取血收集血清。用單方陣法篩選出CDV NP抗原包被濃度最優(yōu)條件,選取OD450≈1,P/N≥2.1(P和N分別為是S+和S-去除空白的OD450值)抗原包被濃度與最佳陰陽血清稀釋比例,結果見表1,在抗原濃度為1 μg/mL的條件下,血清稀釋度為1∶128 000時,S+的OD450值為1.057 5,約為1.0,因此陰陽血清稀釋度最佳條件為1∶128 000。
表1 不同抗原包被濃度以及陰陽血清稀釋度ELISA結果
細胞融合前與融合后的圖片如圖1所示。共有5塊96孔細胞板進行融合篩選,有480孔有融合細胞生長,融合率為100%,陽性率為93.8%(表2)。選擇其中OD450值較高的30個陽性細胞進行亞克隆,經(jīng)過2次亞克隆,篩選得到了2株較穩(wěn)定分泌抗體的雜交瘤細胞株,命名為3-3G、1-10B。
圖1 細胞融合前與融合后的圖片(10×10)
表2 陽性率統(tǒng)計
2.3.1單克隆抗體的純化及純度鑒定
將從小鼠腹部收集到的單克隆抗體腹水原液用PBS進行適當稀釋,利用protein A柱對腹水進行親和層析純化,如圖2所示;分別對單克隆抗體稀釋腹水、純化時流穿液、280 nm紫外吸收峰進行凝膠電泳鑒定,鑒定結果如圖3所示,在稀釋腹水原液中含有大量雜蛋白,流穿液在25 kd和50 kd處有明顯的條帶而無其他雜帶,這符合抗體條帶的預期結果。
圖2 單抗純化圖
圖3 單克隆抗體SDS-AGE純度鑒定
2.3.2單克隆抗體濃度的測定
按照BCA試劑盒測定單克隆抗體的濃度,標準曲線如圖4所示,回歸方程式:y=3.033 5x-0.538 1,R2=0.994 6,線性關系良好。由標準曲線可得單克隆抗體濃度,結果如表3所示。
表3 單克隆抗體濃度的測定結果
圖4 BCA蛋白標準曲線
2.3.3單克隆抗體亞型的鑒定
吸取3-3G、1-10B單克隆細胞株上清液,利用SIGMA單克隆抗體亞型分類試劑盒測定CDV NP 單克隆抗體所屬的亞型,結果如表4所示,結果表明3-3G、1-10B均為IGg2型。
表4 單克隆抗體亞型OD450值鑒定結果
2.3.4單克隆抗體效價的測定
將3-3G、1-10B單克隆抗體與腹水原液進行倍比稀釋,利用間接ELISA方法進行效價測定,結果如表5所示。結果表明3-3G、1-10B單克隆抗體效價都達到1∶2 048 000。
表5 腹水及單克隆抗體效價的測定結果
2.3.5單克隆抗體的Western blot鑒定
取經(jīng)Ni柱純化后的重組蛋白CDV NP、空載體pET28a(+)/BL21(DE3)工程菌進行SDS-PAGE電泳,采用Western blot對CDV NP單克隆抗體的特異性進行鑒定。實驗結果如圖5所示,在60 kd處,CDV NP重組蛋白與CDV NP單克隆抗體發(fā)生特異性結合并出現(xiàn)明顯的蛋白印跡條帶,空載體對照組無條帶,由此說明,上述制得的CDV NP單克隆抗體特異性良好。
圖5 CDV NP 單克隆抗體的Western blot鑒定
本實驗室前期已經(jīng)成功使用原核系統(tǒng)表達了犬瘟熱CDV NP蛋白,為進一步研制犬瘟熱檢測技術疫苗奠定了基礎。本研究采用CDV NP對小鼠進行長程免疫,經(jīng)過4次免疫達到細胞融合要求。選擇PEG1500將小鼠的脾臟細胞與SP2/0細胞融合,融合率達到100%,陽性率為93.8%。經(jīng)過多次間接 ELISA 篩選最終獲得了2株能穩(wěn)定分泌單克隆抗體的雜交瘤細胞,擴大培養(yǎng),注射BABL/c小鼠腹腔制備腹水,將腹水通過protein A柱進行親和層析純化,并進行一系列的生物特性鑒定。SDS-PAGE凝膠電泳鑒定、BCA法濃度測定結果表明單克隆抗體在25 kd和50 kd有明顯條帶,且純度較好,濃度較高。亞型試劑鑒定盒結果表明2株單克隆雜交瘤細胞株均為IGg2型。Western blot結果表明在60 kd處有明顯特異性條帶,單克隆抗體效價均達到1∶2 048 000。本實驗制備的高效價、特異性強的單克隆抗體將為犬瘟熱的診斷提供優(yōu)良試劑。