O139群霍乱弧菌基因工程减毒活疫苗株构建及初步评估

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O139群霍乱弧菌基因工程减毒活疫苗株构建及初步评估

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毕业论文范文题目：O139群霍乱弧菌基因工程减毒活疫苗株构建及初步评估，论文范文关键词：O139群霍乱弧菌基因工程减毒活疫苗株构建及初步评估
O139群霍乱弧菌基因工程减毒活疫苗株构建及初步评估毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：研究背景与目标霍乱是一种由霍乱弧菌引起的烈性感染病,致激烈腹泻并能疾速传播。世界第七次大风行自1961年连续至今,波及世界五大洲100多个国度,尚未得到有效把持。根据O抗原,霍乱弧菌分为200多个血清群,能引起霍乱的有O1群的古典范霍乱弧菌、E1Tor型霍乱弧菌及O139群霍乱弧菌。霍乱第六次大风行连续到1961年,是由古典范霍乱弧菌引起的,而第七次大风行是由E1Tor型霍乱弧菌引起的。O139血清型霍乱弧菌,是自1992年从印度半岛开端风行的一种新型霍乱,且O139群与O1群疫苗的穿插保护力低。有证据表明O139群霍乱弧菌来源于E1Tor型霍乱弧菌,从非O1群霍乱弧菌中获得O139表型,因此O139群霍乱弧菌获得了O1群的毒力跟非O1群霍乱弧菌的荚膜。霍乱弧菌重要致病因了是霍乱毒素(CT),由CTX元件中的ctxAB基因编码,受环境信号影响跟调节。CTX遗传元件来自CTXφ噬菌体,很有可能可能在环境中的霍乱弧菌间传递。CTXφ是一个约6.9kb大小的单股丝状噬菌体,有两个部分组成:2.4kb的RS2序列跟4.5kb的核心区。RS2是调节序列,从5'端到3'端为rstR,rstA跟rstB。而核心区有六个基因,包含ctxAB把持子。霍乱毒素由5个受体结合B亚单位缭绕1个毒性A亚单位组成,作用于小肠,与神经节苷脂GM1结合后通过加强腺苷酸环化酶活性而进步肠道内环磷酸腺苷(cAMP)程度,并将氯化物跟碳酸氢盐分泌到小肠,导致水分从机体血管内跟细胞外缝隙排出,敏捷进入肠腔,从而造成重大腹泻。TLC(toxin-linkedcryptic)因子跟RTX(repeatintoxin)基因簇分辨位于CTX单元的上、下游。TLC位于RS1上游842bp处,是4.7kbp的质粒(pTLC)在染色体上的整合情势,pTLC中与CTX功能相干的有cri跟orf2-3等。TLC功能可能与CTXφ的获得跟复制有关,在TCP阳性CTX阴性的菌株中,获得TLC兴许是菌株获得CTXφ的一个旁边步骤。TLC元件可能使attRS1位点插入霍乱弧菌Ⅰ号染色体,从而霍乱弧菌可能获得CTXφ噬菌体,因此FaruqueSM等揣测霍乱弧菌获得TLC元件是第七次大风行的前提。另一个大的基因簇RTX(repeatintoxin)位于CTX单元的下游693bp处,它与细胞毒性有关,并且其活性不依附于CTX,属于RTX毒素家族。因为TLC、CTX跟RTX基因簇是连在一起的,咱们可能通过同源重组将其一并缺失。基因敲除技巧从20世纪80年代末开端发展,在生命科学范畴有广泛利用前景。同源重组是基因敲除的方法之一,而自（文章此处忽略..）杀质粒是一种通过同源重组技巧来构建无痕缺失渐变株的有效载体,其利用目标基因两端的同源片段,准断定位自杀质粒的整合位点。采取“上游片段-插入基因-下游片段”方法缺失的菌株可能避免极性效应,并使靶基因完全失活。跟着对肠道黏膜免疫重要性的意识以及霍乱弧菌分子生物学研究的深刻跟基因重组技巧的发展,霍乱疫苗的研究逐步偏向于通过基因工程方法缺失霍乱毒素及其余毒力相干基因的减毒活疫苗研制,如O1群减毒活疫苗的CVD103-HgR,Peru-15跟V.cholerae638以及O139群霍乱弧菌减毒活疫苗的Bengal-15跟CVD112等。这些疫苗能激发机体产生类似天然霍乱感染后的免疫反应,但也存在一些副反应,及可能通过噬菌体感染获得毒力基因如CTXφ而使毒力回复。本研究以O139群霍乱弧菌ZJ199693为出发株,通过基因重组技巧缺失其染色体上的重要毒力基因簇TLC、CTX跟RTX,并插入rstR跟ctxB基因,再进一步缺失溶血素编码基因hlyA,同时插入筛选标记绿色荧光蛋白编码基因GFPuv,构建O139群霍乱弧菌减毒活疫苗候选株。咱们的目标是缺失O139群霍乱弧菌的重要毒力基因并尽量减少疫苗候选株的副反应及毒力回复可能,并通过绿色荧光蛋白的整合使疫苗候选株与野生菌株在环境中易于辨别。其中,TLC因子功能与CTXφ获得与复制有关,CTX基因簇重要携带了编码霍乱毒素CT的ctxAB基因跟CTXφ整合的attB位点,而RTX毒素与Hep-2细胞毒性有关,使哺乳动物细胞肌动蛋白交联而致细胞圆缩。霍乱弧菌的溶血素(HlyA)是一个分子量为65000的水溶性孔构成毒素,由hlyA编码。RTX毒素及溶血素均能引起小鼠肠道感染,都是引起霍乱弧菌减毒活疫苗反应原性的重要因子。把TLC、CTX、RTX基因簇及hlyA基因缺失后咱们能大大降落霍乱弧菌毒性及毒力回复的可能性。并且,因为rstR基因编码的产物可能克制同型噬菌体对霍乱弧菌的再转染,插入rstR基因能进一步降落疫苗候选株重获毒力的可能性,进步其生物保险性,而ctxB基因编码的霍乱毒素B亚单位能赋予机体针对疫苗的抗毒免疫才能。绿色荧光蛋白(GFP)来自维多利亚水母发光蛋白,在波长为395-498nm的紫外线激发下发光。重组绿色荧光蛋白(GFPuv)基因在质粒pGFP上,由大肠杆菌表白。GFPuv由野生GFP经点渐变而来,氨基酸地位Ser代替Phe~(99),Thr代替Met~(153),Ala代替Val~(163)。GFPuv在大肠杆菌中比野生GFP表白快,所发荧光比野生GFP亮,紫外线激（本文此处忽略..）发波长为360～400nm。GFPuv,大小为27道尔顿,是由238个氨基酸组成的球状蛋白质,在pH5.5-11.5牢固,最佳pH为8.0。绿色荧光蛋白整合进疫苗候选株染色体后,菌体在360～400nm紫外激发下发绿色荧光,从而有利于在环境中检测疫苗候选株。研究方法1.引物设计根据GenBank上颁布的O1群E1Tor型霍乱弧菌围际标准株N16961及pGFPuv全序列设计引物。2.串联霍乱弧菌重要毒力基因簇高低游片段及氯霉素抗性基因自杀质粒的构建PCR扩增霍乱弧菌重要毒力基因簇TLC-CTX-RTX的TLC上游片段(TLCup)、RTX下游片段(RTXdown),克隆入pU18中,再在两者间插入氯霉素抗性(cat)基因,获得重组质粒pUC18-TLCup-cat-RTXdown。酶切回收TLCup-cat-RTXdown片段,克隆入自杀质粒pDS132,构建重组自杀质粒pDS132-TLCup-cat-RTXdown。3.霍乱弧菌重要毒力基因簇TLC-CTX-RTX缺失株9693-1的筛选通过接合将重组自杀质粒pDS132-TLCup-cat-RTXdown转入O139群霍乱弧菌ZJ199693,20%蔗糖抉择培养基(氯霉素抗性)筛选TLC、CTX、RTX基因缺失株,而后再通过PCR、测序验证。4.串联霍乱弧菌重要毒力基因簇高低游片段、rstR跟ctxB基因自杀质粒的构建PCR扩增霍乱弧菌重要毒力基因簇TLC-CTX-RTX的TLC上游片段(TLCup)、RTX下游片段(RTXdown),克隆入pU18中,再在两者间插入rstR跟ctxB基因,获得重组质粒pUC18-TLCup-rstR-ctxB-RTXdown。酶切回收TLCup-rstR-ctxB-RTXdown片段,克降入自杀质粒pCVD442,构建重组自杀质粒pCVD442-TLCup-rstR-ctxB-RTXdown。5.疫苗候选株O139-45的筛选及鉴定通过接合将重组自杀质粒pCVD442-TLCup-rstR-ctxB-RTXdown转入TLC、CTX、RTX基因缺失株,20%蔗糖抉择培养基筛选cat基因被rstR跟ctxB基因调换了的重组改革菌株,而后再通过PCR、测序验证。6.兔肠段结扎实验测CT毒性ctxAB基因编码霍乱肠毒素CT,是引起霍乱的最重要因子。将霍乱弧菌打针入结扎了的兔肠段中,通过第二天察看肠段是否有充血、积液而断定该霍乱弧菌是否产毒。7.Hep-2细胞毒性实验测RTX毒素RTX毒素能使Hep-2细胞肌动蛋白交联而致细胞圆缩,因此咱们通过Hep-2细胞毒性实验检测度毒力基因缺失株的细胞毒性是否消散。8.GM1-（文章此处忽略..）ELISA测CTB蛋白CT毒素B亚单位(CTB)能与神经节苷脂GM1特异性结合,因此咱们用GM1-ELISA检测重获ctxB基因的重组菌株的CTB表白情况。9.串联溶血素高低游及绿色荧光蛋白基因的自杀质粒的构建PCR扩增溶血素hlyA基因上游片段(hlyAup)、hlyA下游片段(hlyAdown),克隆入pU18中,再在两者间插入lacz-GFPuv基因,获得重组质粒pUC18-hlyAup-laczGFPuv-hlyAdown。PCR扩增hlyAup-laczGFPuv-hlyAdown片段并将其酶切克隆入自杀质粒pCVD442,构建重组自杀质粒pCVD442-hlyAup-laczGFPuv-hlyAdown。成果1.构建了串联霍乱弧菌重要毒力基因簇高低游片段及氯霉素抗性基因自杀质粒PCR、酶切证明重组自杀质粒pDS132-TLCup-cat-RTXdown构建正确。2.构建了霍乱弧菌重要毒力基因簇TLC-CTX-RTX缺失株9693-1PCR及测序证明O139群霍乱弧菌ZJ199693TLC、CTX、RTX毒力基因簇成功缺失,获得缺失株9693-1。3.构建了串联霍乱弧菌重要毒力基因簇高低游片段、rstR跟ctxB基因自杀质粒PCR、酶切证明重组自杀质粒pCVD442-TLCup-rstR-ctxB-RTXdown构建正确。4.构建了O139群霍乱弧菌疫苗候选株O139-45PCR及测序证明霍乱弧菌疫苗候选株O139-45中TLC、CTX、RTX基因被缺失,而rstR、ctxB基因整合入染色体DNA。5.兔肠段结扎实验证明缺失株9693-1跟疫苗候选株O139-45明显减毒ctxAB基因编码霍乱肠毒素CT,是引起霍乱的最重要因子。家兔小肠肠段结扎测毒实验显示:打针产毒株N16961与ZJ199393的肠段可见明显充血、积液,而打针缺失株9693-1跟疫苗候选株O139-45的肠段未见充血、积液等病变,可见9693-1跟O139-45明显减毒,9693-1跟O139-45的最重要毒力基因ctxAB被缺失。6.hep-2细胞毒性实验显示缺失株9693-1对Hep-2细胞毒性作用消散霍乱弧菌的重要毒力基因簇TLC-CTX-RTX中,RTX基因编码的RTX毒素能使Hep-2细胞产生圆缩,是导致霍乱活疫苗残余毒力的因素之一。缺失株9693-1作用于Hep-2细胞,Hep-2细胞不产生圆缩,保持畸形状况,显示缺失了TLC、CTX、RTX基因簇的9693-1对Hep-2细胞毒性作用消散。7.GM1-ELISA显示重组改革菌株O139-45的ctxB基因表白良好。8.构建了串联溶血素高低游及绿色荧光蛋白基因的自杀质粒PCR、酶切证明重组自杀质粒pCVD442-hlyAup-lacz-G（文章此处忽略..）FPuv-hlyAdown构建正确,携带重组自杀质粒pCVD442-hlyAup-lacz-GFPuv-hlyAdown的大肠杆菌经长波紫外激发能发绿色荧光,表明,绿色荧光蛋白表白良好。论断1.O139群霍乱弧菌基因工程减毒活疫苗的构建构建了出发株ZJ199693染色体上毒力相干基因簇TLC、CTX、RTX被保护性基因rstR及抗原基因ctxB调换的重组改革菌株O139-45,可作为疫苗候选株作进一步的免疫后果考察。2.O139群霍乱弧菌基因工程减毒活疫苗的初步评估家兔小肠肠段结扎测毒实验显示缺失株9693-1跟疫苗候选株O139-45明显减毒,9693-1跟O139-45的最重要毒力基因ctxAB被缺失。Hep-2细胞毒性实验显示缺失株9693-1对Hep-2细胞毒性作用消散。GM1-ELISA显示O139群霍乱弧菌减毒活疫苗候选株O139-45的ctxB基因表白良好。3.串联溶血素高低游及绿色荧光蛋白基因的自杀质粒构建构建了绿色荧光蛋白表白良好的重组自杀质粒pCVD442-hlyAup-laczGFPuv-hlyAdown,可用于进一步对疫苗候选株O139-45进行基因重组,缺失溶血素编码基因hlyA并插入筛选标记绿色荧光蛋白编码基因GFPuv,这样可使139群霍乱弧菌减毒活疫苗候选株的残余毒力更小,且通过长波紫外照射就能察看到疫苗候选株发绿色荧光,从而有利于在环境中检测疫苗候选株及后续研究。

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