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干扰素(IFN)是由细胞产生的一种具有广谱抗病毒活性的糖蛋白,当它再作用于其他细胞时,使其它细胞立即获得抗病毒和抗肿瘤等多方面的免疫力。干扰素在生物体中普遍存在,而且同一生物体中存在着多种类型。目前,干扰素一般主要分为Ⅰ型,Ⅱ型。Ⅰ型干扰素已发现IFN-α、IFN-β、IFN-ω、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ等6种类型,而Ⅱ型只包括IFN-γ。IFN-α、β、γ均有抗病毒作用。IFN-γ抗病毒活性远较Ⅰ型低。
犬的病毒性疾病危害着犬业的发展,主要包括犬瘟热、犬细小病毒病、犬副流感、传染性肝炎、狂犬病、犬冠状病毒病等。犬干扰素作为安全、有效、副作用少的药物具有很高的临床运用价值,同时基因工程干扰素更易大量生产。犬α干扰素作为Ⅰ型干扰素具有较强的抗病毒作用,目前已克隆表达了8个亚型,其中CaIFN-α1的抗病毒作用比较显著。本研究通过改造犬α1干扰素基因,在毕赤酵母表达系统中高效表达,获得蛋白含量高并且具有抗病毒活性的干扰素。
本研究首先在Genbank中查找出犬α1干扰素基因序列,考虑G+C含量和A+T含量,对Cys,Pro,Leu,Thr,Gly等14种氨基酸密码子进行改造,其中改造的氨基酸占总序列的60%以上,同时在改造序列中加入一个对框碱基C,并在序列上游和下游分别引入EcoRⅠ和XbaⅠ酶切位点,改造后的基因克隆至pUC57质粒中,命名为pUC57-CaIFN-α1。测序鉴定合成的目的基因正确后,将合成的干扰素基因克隆到分泌表达载体pPICZaC中,经SacⅠ线性化后电转导入巴斯德毕赤酵母X-33,用PCR方法鉴定出阳性转化子,用高抗性Zeocin TM进一步筛选获得重组菌株pPICZaC-CaIFN-α1/X-33,以1%甲醇诱导表达,并对表达产物作SDS-PAGE检测,在26 KD左右可见目的条带;氨基酸测序进一步验证了表达的蛋白即为犬α1干扰素,应用分光光度计与薄层扫描结合的方法测定目的蛋白含量为0.253 mg/mL。
为了鉴定表达产物犬α1干扰素具有抗病毒活性,本研究采用微量病变抑制法分别在Vero细胞和MDCK细胞上测定犬α1干扰素抗VSV病毒活性,结果显示在MDCK细胞上抗病毒活性为1.58×108 U/mg,而在Vero细胞上抗病毒活性不显著。结果表明,干扰素存在着种属特异性。
为了确保犬α1干扰素在临床上应用的安全性,本研究做了犬α1干扰素对小鼠的毒性实验,设计三组不同剂量干扰素实验组,一组对照组,经腹腔注射小鼠,观察小鼠14 d,未出现不正常的临床症状,测定体温体重也在正常范围内变动,14 d后采血测定血液学指标以及血清生化指标,高剂量干扰素对小鼠白细胞是有一定的影响,中低剂量干扰素对小鼠无损伤,结果表明合适剂量的干扰素对小鼠没有毒性。
为了进一步研究犬α1干扰素作为免疫佐剂的效果,本研究将高中低不同剂量的犬α1干扰素联合狂犬疫苗共同免疫比格犬,21d后采血测定狂犬抗体水平。干扰素处理组的抗体水平高于狂犬疫苗单免的对照组,低剂量组的抗体水平和对照组存在显著的差异。结果表明,合适剂量的犬α1干扰素可以增强狂犬疫苗的免疫效果。