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刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)是人兽共患细胞内寄生性原虫,所致的弓形虫病呈世界性分布,全球约1/3的人受到感染,严重危害人类和动物的生命及健康。本论文第一章首次对来源于人、猫、绵羊和猪的5株弓形虫虫株以及国际标准强毒株RH株的穿孔素样蛋白基因(Perforin-like protein1,PLP1)进行PCR扩增、克隆、测序和序列分析。利用BLAST进行同源性搜索,用Clustal X1.81程序对实验获得的和GenBankTM下载的弓形虫基因序列进行比对,然后用PUZZLE4.1程序分析各个虫株之间的遗传距离。同时利用DNAstar5.0中的Megalign程序进行相似性分析及计算碱基组成、转换、颠换分析。结果显示,6个虫株均扩增得到3453 bp的PLP1基因序列,共检测到42个变异位点,变异率为1.22%。种系发育关系分析表明,PLP1基因不适合用于弓形虫种内遗传变异的研究。
本研究第二章成功构建了pVAX/PLP1真核表达质粒,并转染Marc-145细胞,成功构建了体外真核细胞瞬时表达载体。将pVAX/PLP1用PBS稀释到100μg/100μL,肌肉注射100μL免疫昆明小鼠,同时设立pVAX/PLP1与佐剂pVAX/IL-18联合免疫组,和pVAX1、pVAX/IL-18和PBS三个对照组。首次免疫后分别于第2w和第4w加强免疫一次,测定相应的体液免疫和细胞免疫指标。并于三免后第14d,用弓形虫RH株速殖子腹腔感染小鼠,观察其存活时间。研究结果显示,重组质粒pVAX/PLP1免疫昆明小鼠可有效地诱导产生体液免疫和细胞免疫反应。pVAX/PLP1免疫组和pVAX/PLP1+pVAX/IL-18联合免疫组中小鼠平均存活时间与对照组相比明显延长,均能够有效地提高昆明鼠抗弓形虫感染能力。研究进一步证明pVAX/PLP1+pVAX/IL-18联合免疫组免疫效果明显优于pVAX/PLP1组的免疫效果,表明pVAX/IL-18是一个较好的分子免疫佐剂。
本研究第三章成功构建了真核表达质粒pIRESneo/ROP18/PLP1,并转染Marc-145细胞,成功建立了体外真核细胞瞬时表达载体。肌肉注射免疫小鼠,配合使用佐剂pVAX/IL-18,同时设立2个实验组(pIRESneo/ROP18/PLP1+pVAX/IL-18和pIRESneo/ROP18/PLP1),6个对照组(pVAX/PLP1、pVAX/ROP18、pVAX/IL-18、pVAX1、pIRESneo和PBS)。初次免疫后分别于第2w和第4w加强免疫一次,测定相应的体液免疫和细胞免疫指标,并于三免后第14d,用20个弓形虫Prugniaud(PRU)虫株包囊灌胃感染小鼠,于6w后处死小鼠,取脑,匀浆后统计脑内包囊数量,比较包囊减少率。同时于三免后第14d每组随机取5只小鼠灌胃感染80个包囊,观察死亡率。研究结果显示,重组质粒pIRESneo/ROP18/PLP1免疫小鼠后可以刺激机体产生针对弓形虫RH株特异性IgG抗体,同时又可刺激淋巴细胞产生IFN-γ、IL-2、IL-12等细胞因子。包囊株口服灌胃攻击实验表明,该质粒免疫后的小鼠可以提高机体免疫应答,并可有效延长昆明鼠存活时间和减少脑组织包囊的荷虫量。研究结果同时表明,免疫佐剂pVAX/IL-18的使用可明显提高小鼠的细胞免疫及体液免疫水平,增强抗弓形虫感染能力。本研究还证明双基因重组质粒pIRESneo/ROP18/PLP1的免疫效果明显好于单一基因重组质粒pVAX1/PLP1和pVAX1/ROP18的免疫效果。
本研究第四章成功构建了真核表达质粒pIRESneo/MIC6/PLP1,并转染Marc-145细胞,成功建立了体外真核细胞瞬时表达载体。肌肉注射免疫小鼠,配合使用佐剂pVAX/IL-18,同时设立两个实验组(pIRESneo/MIC6/PLP1+pVAX/IL-18和pIRESneo/MIC6/PLP1),6个对照组(pVAX/PLP1、pVAX/MIC6、pVAX/IL-18、pVAX1、pIRESneo和PBS)。初次免疫后分别于第2w和第4w加强免疫一次,测定相应的体液免疫和细胞免疫指标,并于三免后第14d,用20个弓形虫PRU株包囊灌服感染小鼠,于6w后处死小鼠,取脑,匀浆后统计脑内包囊数量,比较包囊减少情况。同时,每组随机取5只小鼠灌服80个包囊,观察死亡率。研究结果显示,重组质粒pIRESneo/MIC6/PLP1免疫后的小鼠可以产生针对包囊株特异性IgG抗体和IFN-γ、IL-2、IL-12等细胞因子,并对弓形虫包囊株攻击感染具有明显的保护作用,并可有效延长小鼠的存活时间和减少脑组织包囊荷虫量。同时也证明了免疫佐剂的使用可明显提高小鼠的细胞免疫及体液免疫水平,增强抗弓形虫感染。本研究还证明双基因重组质粒pIRESneo/MIC6/PLP1的免疫效果明显好于单一基因重组质粒pVAX/PLP1和pVAX/MIC6的免疫效果。
本论文首次研究了6个弓形虫虫株PLP1基因的序列变异,发现不同基因型弓形虫之间其变异很小。首次实验证明弓形虫PLP1基因具有较强的免疫原性;首次证明PLP1基因与MIC6或ROP18协同使用,均能显著提高免疫保护效力。研究结果为今后进一步研制弓形虫病分子疫苗奠定了基础。