文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 淋病奈瑟菌表面蛋白A真核表达载体的构建及表达

淋病奈瑟菌表面蛋白A真核表达载体的构建及表达

中国皮肤性病学杂志2006年11月第20卷第11期ChinJDermVenereol,Nov.2006,V01.20,No.11

淋病奈瑟菌表面蛋白A真核表达载体的

构建及表达

谢良伊1,胡四海1,唐湘云2,杨胜辉1,余敏君1,詹利生1,吕运成1

[摘要]目的构建淋病奈瑟茵外膜蛋白——奈瑟菌表面蛋白A(neisseriasurfaceproteinA,NspA)的真核表达载体并使其在真核细胞中表达。方法用PCR方法扩增NspA基因,将扩增的产物连接于测序载体pUCm.T上,并构建重组体pcDNA3.1(+)/NspA。以脂质体法转染RAW264.7和COS-7细胞,用RT—PCR检测NspAmRNA的水平,免疫组化染色法检测蛋白表达。结果扩增的目的基因包括了全段NspA基因,长度约525bp。以脂质体转染RAW264.7和COS-7细胞后,用RT—PCR和免疫组化染色法检测表明,细胞可转录和表达NspA。结论成功构建了重组真核表达栽体pcD—NA3.1(+)/NspA,并在真核细胞中得到表达,为研究此蛋白的免疫原性以及淋病基因疫苗的研制提供了物质基础。

[关键词]淋病奈瑟菌;NspA;真核表达载体;克隆;表达

[中图分类号]R378.1[文献标识码]A[文章编号]1001—7089(2006)11—0645—04

ConstructionandExpressionoftheEukaryoticExpressionVectorContainingGeneofNeisseriaGonorrhoeaeSurfaceProteinA

XIELiang?yi,HUSi—hai,TANGXiang—yun,etal

(InstituteofPathogenicBiology,NanhuaUniversity,Hengyang421001,China)

Abstract:ObjectiveToconstructtheeukaryotieexpressionvectorwhichexpressingtheproteinofNspAinmammaliancells.MethodsThe

NspAgenewasamplifiedbyPCR.PCRproductwasclonedintosequencingvectorpUCm—Tandthensub—clonedintoeukaryoticexpressionvectorpcDNA3.1(+).ThentheconstructedplasmidwastransfeetedintoRAW264.7andCOS一7cellsbyliposome—mediatedgenetransfermethod.LevelofNspAmRNAintransfectedRAW264.7cellswasassayedbyRT—PCRandNspAproteinexpressedintransfeetedCOS-7cellswasdetectedbyimmunohistochemicalstaining.ResultsTheamplifiedgene,whichwasabout525bp,includedentiregeneofNspA.TherecombinantplasmidcouldexpressNspAproteinwithactivityinmammaliancells.ConclusionTheconstructionandexpressionofpcDNA3.1(+)/NspAhavebeenachievedsuccessfully,WhichlaidthefoundationforstudyingimmunogenieityofNspAandNeisseriagonorrhoeaeDNAvaccine.

Keywords:Neissefiagonorrhoeae;NspA;Eukaryoticexpressionvector;Clone;Expression

淋病奈瑟菌(neisseriagonorrhoeae)简称淋球菌,主要侵犯人类泌尿生殖道的柱状上皮,破坏黏膜并侵入黏膜下层,引起泌尿生殖系统黏膜的急性或慢性化脓性炎症,是危害性很大的性传播疾病之一。如何有效控制和预防淋病,成为全世界普遍关注的公共卫生问题,而研制出有效的疫苗,是预防和控制淋病的关键。Plante等首先克隆了淋球菌的奈瑟菌表面蛋白A(NspA)基因,发现NspA不但能在淋球菌表面持续表达,而且高度保守、具有较强免疫原性,是一个颇具潜力的淋球菌疫苗候选蛋白…。笔者运用分子生物学技术,在克隆淋球菌NspA全长基因的基础上,构建淋

[基金项目]湖南省自然科学基金(05jj30045);衡阳市科研基金(2005KS01—057)

[作者单位]1南华大学病原生物研究所,湖南衡阳421001;2湖南环境生物职业技术学院附属医院,湖南衡阳421001

[作者简介]谢良伊(1978一),女,湖南涟源人,医学硕士,主要从事淋球菌感染与免疫的研究。

[通讯作者]胡四海,E—mail:hhsshh_518@163.coin球菌NspA真核表达载体,使其在真核细胞中得到表达,为进一步研究该蛋白的免疫效果以及淋球菌NspA基因疫苗奠定基础。

1材料和方法

1.1材料与试剂淋球菌WHO标准株A株、菌株E.coli、JMl09、真核表达质粒pcDNA3.1(+)、RAW264.7小鼠巨噬细胞株和COS-7细胞株均为本研究所保存;GC琼脂粉、血红蛋白粉、促淋生长剂及混合抗生素均购自Oxoid公司,按说明书配制T—M培养基;T—A克隆载体pUCm—T、即用PCR扩增试剂盒、UNIQ一10柱式质粒小量提取试剂盒、DNA胶回收试剂盒和总RNA提取试剂盒均购自上海生工生物工程技术服务有限公司;限制性内切酶HindⅢ和XbalI,RNAKit(AMV)Ver.3.0购自大连宝生物工程有限公司;T。DNA连接酶、100bpDNAmarker和酶标二抗山羊抗兔IgG.HRP购自华美生物工程公司;脂质体转染试剂LipofeetaminelM2000购自Invitrogen公司;DAB免疫组

中国皮肤性病学杂志2006年11月第20卷第1I期ChinJDermVenereol,Nov.2006,V01.20,No.11

化试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司。

1.2方法

1.2.1淋球菌基因组DNA的制备取T—M培养基上生长的淋球菌单个菌落,接种于淋球菌液体培养基,37℃培养16h后,取5m1液体培养物菌体沉淀重悬于50¨1裂解液中,充分振荡混匀,100℃煮沸15rain,离心取上清备用。

1.2.2PCR引物的设计和合成据GenBank上公布的淋球菌WHO—A参考菌株NspA的全长基因序列设计并合成一对引物,在上、下游引物分别引入HindHI和XbalI限制性酶切位点。上游引物(P1):5’一GCAAGCTTATGAAAAAAGCACT]?GCCG一3’,下游引物(P2):5’一GTAGATCTTCAGAArITGACGCGCAC-3’。弓l物由上海生物工程公司合成。

1.2.3NspA基因的PCR扩增以提取的淋球菌基因组DNA为模板,PCR反应总体积为25¨l:淋球菌模板DNA0.3斗l,引物Pl和P2各1斗l,2XPCRMaster12.5m,SterialddH2010.2阻l。PCR反应条件:94℃预变性3rain,94℃30s,580C30S,72℃1rain,30个循环,末次循环后再72。(2延伸8min。取8lxlPCR产物经1.0%琼脂糖凝胶电泳观察结果,并用DNA胶回收试剂盒回收纯化PCR产物。

1.2.4pUCm—T载体的构建及鉴定按pUCm—T载体克隆试剂盒操作说明书要求,将回收的PCR产物与开环的克隆载体pUCm—T经T4DNA连接酶连接,转化人大肠杆菌JMl09,并进行蓝白斑筛选,挑取阳性克隆,对其进行酶切和PCR鉴定分析。

1.2.5重组真核载体的构建及鉴定按pcDNA3.1(+)克隆试剂盒操作说明书要求,取HindⅢ和XbalI酶切后纯化的PCR产物和pcDNA3.i(+)质粒DNA,将两者按一定摩尔比混合,16'12连接过夜后转化人大肠杆菌JMl09,筛选阳性克隆。取阳性克隆的质粒,对其进行酶切和PCR鉴定分析,将获得的重组载体命名为pcNspA。DNA测序由上海生工公司完成。1.2.6脂质体法转染RAW264.7和COS-7细胞用含10%胎牛血清的HGDMEM培养基培养RAW264.7和COS-7细胞。于转染前18~24h,将处于对数增长期的RAW264.7和COS-7细胞,以Trypsin(2.5∥L)一EDTA(1mmol/L)消化传代。将RAW264.7和COS-7细胞均按每孑L约为2×105个细胞接种于6孔培养板中。至细胞密度大约为90%时,分别取上述制备好的质粒peDNA3.1(+)和pcNspA4斗g加入无血清、无抗生素的HGDMEM培养基中,总体积为250止(留1管不加质粒作为空白对照),混匀。取10汕l脂质体加入240出无血清、无抗生素的HGDMEM培养基中。两者混匀后,室温静置15min。将6孔板用HGDMEM洗3次,每孔加无血清、无抗生素的HGDMEM1m1,然后逐滴加入上述置备好的脂质体一DNA复合物,5h后吸出细胞上清液每孔细胞中加入2m1含10%胎牛血清的HGDMEM培养基,置37℃5%CO,恒温培养箱中培养。

1.2.7NspAmRNA的检测将上述转染了pcDNA3.1(+)和’pcNspA质粒的RAW264.7细胞以及未转染质粒的细胞培养48h后,提取细胞总RNA,紫外分光光度计和电泳检测其含量和纯度。最后用引物P1和P2进行RT—PCR检测(两步法)。cDNA第1链的合成参照TaKaRa公司产品说明书。PCR反应体系为:逆转录产物10¨1,P1和P2各0.5¨l,5×PCRbuffer10斗l,TaKaRaExTapHS0.25斗1,用ddH20补至50“1。于94℃预变性2min,以下30个循环为:94℃变性,58。C退火,72'E延伸。最后于72℃再延伸5min。以B—Actin为PCR内对照,设计一对引物(上游引物:5’一AGAGGGAAATCGTGCGTGAC.3’,下游引物:5,_CGATAGTGATGACCTGACCGT一37)。PCR产物经1.o%琼脂糖凝胶电泳,溴乙锭染色后于紫外线透射仪摄像。

1.2.8NspA表达产物的检测用免疫组化染色法检测构建的重组载体pcNspA在COS一7细胞中的表达。将上述转染了pcDNA3.1(+)和pcNspA质粒的COS一7细胞以及未转染质粒的细胞培养48h后,经95%乙醇固定、PBS洗涤后,用SABC法检测NspA蛋白的表达,一抗为兔抗淋球菌多克隆抗体,二抗为山羊抗兔IgG,以DAB显色,显微镜下观察后照相。

2结果

2.1PCR扩增淋球菌NspA基因以引物P1和P2扩增淋球菌NspA的全长基因,结果显示为单一条带,片段大小约525bp,与理论设计扩增片段大小一致(图1)。

2.2重组质粒pUCm—T/NspA的鉴定重组质粒pUCm—T/NspA经PCR和双酶切鉴定,PCR扩增出的条带与理论设计扩增片段大小一致,双酶切产生大小约为27737bp和525bp2个条带(图2)。

2.3重组真核表达载体的鉴定和和DNA测序重组质粒pcNspA经PCR和双酶切鉴定,PCR扩增出的条带与理论设计扩增片段大小一致,双酶切产生大小约为5428bp和525bp2个条带。DNA测序证实重组蛋白基因含有525个核苷酸,无任何密码子缺失与突变,读码框架正确(图3)。

2.4转染的RAW264.7细胞中NspAmRNA的测定

中困皮肤性病学杂志2006年11月第20卷第11期ChinJDennVenereol,Nov.2006,V01.20,No.11

1:空白对照;2:NspA基因PCR扩增产物;M:100bpDNAmarker

图1NspA基因PCR扩增产物

M1:100bpDNAMarker;1:以pUCm。T/NspA豪组质粒为模板的PCR扩增产物;2:经HindIII和XbalI双酶切的重组质粒pUCm—T/NspA;3:经HindIII和XbalI双酶切的空质粒pUCm?T;4:空质粒pUCm-T;5:重组质粒pUCm-T/NspA.;M2:Supercoi|edDNALadderMarker

图2pUCm.T/NspA重组质粒PCR、酶切鉴定RT—PCR产物经1.o%琼脂糖凝胶电泳、EB染色后,可见NspAmRNA扩增条带约为525bp;而空质粒及无质粒转染的RAW264.7细胞均未出现此预期条带,提示转染pcNspA的RAW264.7细胞中有NspAmRNA存在。内对照[3-Actin经RT—PCR可见大小约138bp的片段(图4)。

2.5NspA在COS一7细胞中的表达免疫组化染色结果显示,转染空质粒和未经转染的COS一7细胞都没有着染,而转染重组质粒pcNspA的COS一7细胞胞浆、胞膜都有明显的棕黄色颗粒着染(图5)。

3讨论

20世纪70年代Arko等使用灭活的全细胞淋球菌疫苗免疫雄性黑猩猩,部分动物获得了对尿道淋球M1:100bpDNAMarker;1:以pcNspA重组质粒为模板的PCR扩增产物;2:经HindIII和XbalI双酶切的重组质粒pcNspA;3:经HindIll和XbalI双酶切的空质粒peDNA3.1(+);4:空质粒pcDNA3.1(+);5:莺组质粒pcNspA;M2:SupercoiledDNALadderMarker

图3pcDNA3.1(+)/NspA重组质粒PCR、酶切鉴定

Mt:100bpDNAMarker;1:pcNspA转染RAW264.7细胞的RT—PCRj“物;2:peDNA3.1(+)转染RAW2647细胞的RT—PCR产物;3:未转染质粒的RAW264.7细胞的RT.PCR产物

图4RAW264.7细胞中NspAmRNART—PCR产物的

琼脂糖凝胶电泳分析

菌感染的抵抗力,但因个体差异太大,免疫力不持久,不足以保护再感染而未能成功卫J。此后对淋病疫苗的研究主要集中于纯化的特异性抗原,包括PI(又名Porin/PorB,主要外膜蛋白)、P1I(又名Opa,热修饰蛋白)和PllI(Rmp,还原反应可修饰蛋白)等外膜蛋白,还有菌毛蛋白pilin和LPS(脂多糖)/LOS(脂寡糖)。在这几种侯选疫苗抗原中,淋球菌表面抗原的易变性,是其产生保护性体液免疫的主要障碍。3o。

1997年,Martin等Mo首次报道奈瑟氏属脑膜炎球菌的外膜上存在一种低分子量蛋白,并命名为奈瑟菌表面蛋白A(neisseriasurfaceprotein

A,NspA)。NspA

中国皮肤性病学杂志2006年11月第20卷第11期ChinJDermVenereol,Nov.2006,V01.20,No.11

A:pcNspA转染COS-7细胞;B:pcDNA3.1(+)转染COS-7细胞;C:未转染质粒的COS-7细胞

图5NspA基因表达的免疫组化染色法检测×200

存在于所有脑膜炎球菌的细胞膜表面,其抗原保守性超过其他膜蛋白。用重组NspA免疫小鼠能诱导保护性免疫,NspA单抗能保护小鼠免于致死量脑膜炎球菌的攻击,并且发现淋球菌的基因组内也存在NspA基因¨-91。Plante等。11在上述研究的基础上克隆淋球菌NspA基因,发现淋球菌NspA氨基酸序列和脑膜炎球菌NspA的同源性为93%,淋球菌菌株之问的同源性高达98%。用同位素标记NspA单抗,检测NspA在淋球菌细胞膜表面的暴露情况,证实淋球菌NspA暴露于整个细菌表面。Plante所制备的7株淋球菌NspA单抗中有4株单抗能识别所有用于测试的51株淋球菌。NspA抗原高度保守,能在菌体表面持续表达,且具有较强免疫原性,抗NspA抗体有溶菌活性,是一个很具潜力的淋球菌疫苗候选抗原。

淋球菌的表面蛋白有多种,在淋球菌的生理和致病方面起着重要的作用。其中NspA是淋球菌最具特征的外膜蛋白,形成一个由八条肽链组成的反向平行的B管状结构,在细胞外形成的环状结构构成了一个长的黏附区域,这个区域主要包括疏水残基和锚定分子,从而推测这个蛋白的功能可能是与疏水配体(例如脂质分子)结合。因此,疫苗的研究也可以以这种结构为基础¨…。

本研究运用分子生物学技术,在克隆淋球菌NspA全长基因的基础上,成功地构建了淋球菌NspA真核细胞表达载体pcNspA,转染细胞后经RT—PCR和免疫组化染色检测,表明NspA基因能够在真核细胞中转录和表达,为进一步研究淋球菌NspA基因疫苗在淋病预防中的作用奠定了一定的基础。

[参考文献]

[1]PlanteM,CadieuxN,RiouxCR,eta1.Antigenicandmolecularconser—vationofthegonocoecalNspAprotein[J].InfectImmun,1999,67(6):2855—2861.

[2]ArkoRJ,DuncanWP,BrownWJ,eta1.ImmunityininfectionwithNeis—seriagonorrhoeae:durationandserologicalresponseinthechimpanzee

[J].JInfectDis,1976,133:441—447.

13]vanPuttenJP,DuensingTD,CarlsonJ.GonococcalInvasionofEpitheli-alCellsDrivenby

P.IA,a

BacterialIonChannelwithGTPBindingProperties[J].JExpMed,1998,188(5):941—952.

[4]MartinD,CadieuxN,HamelJ,eta1.HighlyconservedNeisseriamenin-gitidissarfaceproteinCOBZFersprotectionagainstexperimentalinfection[J].JExpMed,1997,185(7):1173—1184.

[5]CadieuxN,PlanteM,RiouxCR,eta1.BactericidalandcrossprotectiveactivitiesofamonoclonalantibodydirectedagainstNeisseriameningiti—

dis

NspAouter

membraneprotein[J].InfectImmun,1999,67(9):4955—4959.

[6]MoeGR,TanS,GranoffDM.DifferencesinsurfaceexpressionofNspAamong

NeisseriameningitidisgroupBstrains[J].InfectImmun,1999,67(11):5664—5675,

[7]MoeGR,Zuno-MitchellP,LeeSS,eta1.Functionalactivityofanti—neisserialsurfaceproteinamonoclonalantibodiesagainststrainsofNeisseriameningitidisserogroupB[J].InfectImmun,2001,69(6):3762—3771.

[8]MoeGR,Zuno—MitchellP,HammondSN,eta1.Sequentialimmuniza.tionwithvesiclespreparedfromheterologousNeisseriameningitidisstrainselicitsbroadlyprotectiveserumantibodiestogroupBstrains[J].InfectImmun,2002,70(11):6021—6031.

[9]MartinD,BrodeurBR,HamelJ,eta1.CandidateNeisseriameningitidisNspAvaccine[J].JBiotechnol,2000,83:27—31.

[10]LucyVandeputte-Rutten,MartineP.Bos,JanTommassen,eta1.CrystalStructureofNeisserialSurfaceProteinA(NspA),aConservedOuterMembraneProteinwithVaccinePotential『J].JBi01.Chem,2003.278(27):24825_.24830.

[收稿日期]2006-02-05[修回日期]2006-03-27

?消息?陕西新桥医药有限公司

本公司隶属于中国医药集团公司,已通过国家GMP认证,主要经营皮肤科药械、性病科药械、美容药械、医疗器械、消毒用品、卫生材料、医卫包装和医用图书等。本公司特聘国家特级教授顾伟程和王伯亚老师从皮肤病、美容、制剂药理等方面为全国客户提供免费咨询。多年来,承蒙各界人士的关心和照顾,使本公司得以发展和壮大,在此表示衷心的感谢。联系人:周海,马卿;电话:029—86312340,86312697,13892881031;传真:029—86312340;地址:西安市222信箱(西安市大兴东路49号);邮政编码:710016;

E—mail:m81899@pub.xaonline.com

相关文档