非洲猪瘟疫苗研发新突破:CD2v胞外域在昆虫细胞系统中高效表达
非洲猪瘟疫苗研发新突破:CD2v胞外域在昆虫细胞系统中高效表达
研究背景:
非洲猪瘟致死率近100%,1920年起已扩散至60多国。2019年越南疫情导致600万头猪被扑杀,占全国存栏20%以上。由于病毒基因复杂,迄今无有效疫苗。
越南科学院团队首次在杆状病毒-Sf9昆虫细胞中成功表达非洲猪瘟关键抗原CD2v胞外域(CD2v-ED),并确定最佳生产条件,为亚单位疫苗研发奠定基础。
CD2v是病毒外膜糖蛋白,由EP402R基因编码,参与病毒入侵和免疫逃逸,是疫苗开发的潜在靶点。研究采用杆状病毒表达系统,优点是产量高、蛋白结构接近天然且安全。
研究方法:依托杆状病毒系统,精细开展实验
1. 重组杆粒提取
研究团队此前成功构建了携带非洲猪瘟病毒越南流行株VNUA/HY-ASF1的CD2v-ED-Foldon-His重组杆粒的DH10Bac大肠杆菌重组杆粒。在本研究中,携带该杆粒的大肠杆菌DH10 Bac菌株在含有50 μg/mL卡那霉素、10 μg/mL四环素和10 μg/mL庆大霉素的液体培养基中37°C过夜培养,随后通过碱裂解法提取杆粒。
2. 转染与重组杆状病毒制备
将携带CD2v ED-Foldon-His抗原基因的重组杆粒转染到Sf9细胞中以制备重组杆状病毒。6孔板每孔加2 mL Sf-900 II SFM+1×10⁶ Sf9细胞,27 °C静置2 h让细胞贴壁。另取1 µg重组杆粒、10 µL Cellfectin II与250 µL Opti-MEM I轻轻混匀,室温孵15 min形成脂质体复合物;逐滴加入孔中,27 °C静置过夜。感染5天后收获培养物,4°C下1500 rpm离心10分钟,收集上清液(含重组杆状病毒),添加2%胎牛血清后于4°C避光保存,采用噬斑分析法测定病毒含量。
图 1 转染以创建携带表达CD2v ED-Foldon蛋白基因的重组杆状病毒
如图1(A-B),转染后Sf9细胞出现肿胀、核增大、生长停滞、脱落及裂解等现象,正常细胞则圆润规则。
3. 蛋白表达检测
转染混合物离心收集细胞,加入1×Laemmli缓冲液重悬,98 °C加热10 min使蛋白变性;冰浴后4 °C、13 000 rpm离心30 min,取上清进行Western blot,以Amersham Imager 680捕获CD2v ED-Foldon-His信号。如上图1C,Western blot检测显示,表达的CD2V ED-Foldon-His有三聚体(>100 kDa)和寡聚体(>250 kDa)两种形式。
4. 表达优化
为优化CD2v ED-Foldon-His在Sf9细胞中的表达,研究评估了感染复数(MOI)和感染时间这两个因素。优化表达时,用10⁸ pfu/mL病毒液感染12孔板内的Sf9细胞(5×10⁵/孔,2 mL Sf-900 II SFM+5 % FBS)。贴壁3 h后按MOI 1/5/10加病毒,3、5、7 dpi收样。以H5pII-His作标准曲线,ImageQuant TL 8.0定量,三次重复,双因素ANOVA(α=0.05)。
图 2 昆虫细胞中CD2v ED-Foldon-His蛋白的最优表达
结果显示,MOI 为 5 pfu/cell、感染后 5 天时,蛋白产量最高达 4.4 mg/L。MOI 为 10 时,3 天产量 3.5 mg/L,但随后因蛋白酶降解快速下降;MOI 为 1 和 5 时,5 天产量分别为 4 mg/L 和 4.4 mg/L,7 天显著降低。双因素 ANOVA 分析表明,感染时间影响(p=6.41e-15)大于 MOI(p=0.0007)。
研究意义:
1.本研究首次在杆状病毒 - 昆虫细胞系统中成功表达了非洲猪瘟病毒(ASFV)的寡聚体CD2v胞外域(CD2v ED),为开发针对ASFV的亚单位疫苗提供了全新的技术路径。
2.该成果为非洲猪瘟亚单位疫苗的研发提供了创新思路与技术方案,同时为利用杆状病毒 - 昆虫细胞系统高效表达重组蛋白打造了实用的操作范例,显著提升了重组蛋白的表达效率与产量。
未来研究方向:
1.深入评估CD2v ED-Foldon-His的免疫原性与保护效力。
2.探索在生物反应器系统中实现CD2v ED-Foldon-His的大规模生产,以满足疫苗生产的实际需求。
参考来源:
https://doi.org/10.15625/vjbt-21868
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