中图分类号:R373.3+2 文献标识码:A
文章编号:1000-8721(2000)03-0219-04
Plasmid DNA Expressing Hantaan Virus S Gene Induces Cellular Immunity Responses in Mice
ZHANG Meng-hua(National Center for AIDS Prevention and Control, Ministry of Health, Beijing 100050, China)
wANG Hang-yan(301th Hospital of PLA, Beijing 100853, China)
yANG Wei-song,HUANG Chang-xing,LI Guang-yu,WANG Yi,BAI xue-fan(Tangdu Hospital of the 4 th Military University of PLA, Xi'an 710038, China)
Abstract: Hantaan virus S segment coding region gene was inserted into the eukaryotic expression vector pVR1012 under the control of cytomegalovirus (CMV) promoter/enhancer. The recombinant plasmid DNA, designated as pVRS22 were purified with PEG. Then Balb/c mice were immunized with purified pVRS22 by intramuscular injection at intervals of three weeks for 9 weeks. The lymphoproliferative responses of spleen cells from pVRS22 plasmid injected mice clearly showed that these cells were able to proliferate in the presence of Hantaan virus. The CTL activities of spleen cells from pVRS22 DNA-vaccinated mice were tested with different effector to target ratios. The results demonstrated that the release of chromium from target cells was an effector cell depended phenomenon and were similar to the CTL activities of mice infected with Hantaan virus. Our results showed that specific cell mediated immunity responses were elicited in the pVRS22 vaccinated mice. The lymphoproliferative responses and CTL activity of spleen cells from pVRS22 plasmid vaccinated mice were significant and successful.
Key words: Hantaan virus; gene immunization; S segment coding region gene; cytotoxicT lymphocyte (CTL) ; recombinant plasmid
肾综合征出血热(HFRS)是一类由汉坦病毒[1]引起的以发热、出血和急性肾功能损伤为特征的急性传染病。目前HFRS在全球的流行有发展扩大的趋势,并不断有新的血清型和新的宿主动物被发现,因此,HFRS疫苗对于控制HFRS病毒感染和疾病的发生具有重要意义。汉滩病毒核蛋白由S基因编码,由于核蛋白能够诱导保护性细胞免疫应答[2],因此在保护机体免受汉滩病毒感染、清除病毒等方面具有与糖蛋白(诱导中和抗体)同样重要的意义,所以核蛋白作为汉滩病毒疫苗的重要组成部分,受到广泛重视。
90年代初,DNA免疫研究获得成功[3],为传统的疫苗研究开辟了新的领域。DNA免疫是以DNA质粒直接接种于体内,目的基因经表达、翻译成蛋白质,进而诱导机体产生特异性的体液免疫和细胞免疫的过程。DNA免疫具有操作简单、费用低廉、免疫效果全面等特点,因此正成为当今疫苗研究的热点。特别是DNA免疫在流感病毒、HIV、HBV[4-6]等病原研究方面的成功资料,也为汉滩病毒DNA疫苗的研究提供了经验。本文应用含汉滩病毒S片段编码区基因的重组真核表达质粒pVRS22免疫小鼠,对免疫小鼠的细胞免疫应答(脾细胞的淋巴细胞增殖功能和CTL活性)进行了初步研究。
材料与方法
1质粒和宿主菌质粒pBVS22为汉滩病毒核蛋白原核表达质粒,含汉滩病毒S片段编码区基因,由本室黄长形博士惠赠[7]。质粒pVR1012由美国Vical公司惠赠,为含有CMV启动子/增强子的真核表达载体。宿主菌TG1由本室保存。
2酶与试剂限制性内切酶、T4DNA连接酶购自Promega公司、Boehringer Mannheim公司及华美生物工程公司。MEM培养基为美国Gibco产品。小牛血清为杭州四季青产品。L-谷氨酰胺为美国Sigma产品。3H-胸腺嘧啶核苷(3H-thymidine,简称3H-TdR)购自中国原子能科学研究院同位素研究所。Na251CrO4(酪酸钠)为美国杜邦公司产品。
3动物Balb/c(H-2d)纯系小白鼠,雌性,6~8周,由第四军医大学实验动物中心提供。
4pVRS22质粒DNA的制备、纯化和免疫小鼠pVRS22质粒的构建及大量制备均按《分子克隆》[8]进行,经PEG纯化,作为免疫用DNA。动物免疫按文献[9]进行。实验组小鼠被分成3组,每组5只,先在小鼠股四头肌注射100μl含0.25%的布比卡因(bupivacaine)和0.1%的对羟基苯甲酸甲酯(methylparaban)做预处理,24h后,按100μg剂量接种pVRS22质粒及空白载体pVR1012,每隔3周加强免疫1次,共免疫3次,每次免疫均按上述同样程序进行。每次免疫前,采小鼠尾静脉血,留血清用于汉滩病毒抗体的检测(见另文)。阳性对照以汉滩病毒A9株腹腔免疫小鼠,每只10-6稀释的汉滩病毒A9株感染乳鼠的鼠脑悬液0.02ml,3周后加强注射1次。阳性对照组、阴性对照组(为不进行任何免疫的正常小鼠)和空载体组均为5只。小鼠经最后一次免疫后10天,取脾淋巴细胞,测定特异性T淋巴细胞增殖及细胞毒T淋巴细胞杀伤功能(CTL)。
5免疫小鼠特异性淋巴细胞增殖功能的检测应用3H-TdR掺入法对免疫小鼠的淋巴细胞增殖功能进行检测。按文献[10]进行。无菌分离每只免疫动物的脾淋巴细胞,经无菌尼龙毛柱分离T淋巴细胞。用10%FCS的MEM培养基将细胞浓度调至107/ml,以100μl/孔加入96孔板内,并同时加入30μl 10-6稀释的紫外灭活的汉滩病毒感染的乳鼠鼠脑悬液作为抗原体外刺激,每份样品做3复孔,37℃5%CO2培养72h后,每孔加入3H-TdR2μl(1μci/2μl),继续孵育12h,收集样品于滤膜上,烘干,浸于闪烁液中,于Backman β液闪仪计数,增殖水平直接用cpm表示,增殖指数以SI=来表示。各组以每份标本平均值±标准差(SD)进行统计学处理,以每组最终的平均值±SD作为结果。
6免疫小鼠细胞毒T淋巴细胞杀伤功能检测(CTL试验)采用4h51Cr释放试验检测,参照文献[11]如下:将分离的1×107淋巴细胞与5×105个病毒感染的同系小鼠的巨噬细胞,37℃ 5%CO2培养5天,使淋巴细胞活化,此即为效应细胞。
以0.5PFU/细胞的汉滩病毒A9株感染同系Balb/c小鼠的腹腔渗出细胞(PECs),培养5天,IFA染色,80%~100%的PEC细胞含有病毒抗原时,用胰酶消化,用MEM调细胞浓度为4×106/ml,取0.5ml细胞,加入100μci Na251CrO4,37℃孵育2h进行标记,此即为51Cr标记的靶细胞。将靶细胞悬液加入96孔培养板中,每孔100μl,设3复孔,以不同比例加入效应细胞,每孔加入100μl,最大释放组加入100μl 1% Triton X-100,自然释放组加入100μl培养基。37℃5%CO2培养4h。每孔取100μl上清,γ计数仪测cpm值。结果以CTL杀伤率表示,各组以每份标本平均值±SD进行统计学处理,以每组最终的平均值作为结果。
结果
1pVRS22重组质粒的构建
真核表达载体pVR1012经PstⅠ酶切,Klenow酶补平,SalⅠ酶切,回收大片段,即为载体片段。pBVS22经EcoRⅠ酶切,Klenow酶补平,SalⅠ酶切,回收小片段,两个回收片段经平-粘连接,获重组质粒pVRS22(图1)。酶切鉴定分析见图2。
2免疫小鼠淋巴细胞增殖功能检测结果
pVRS22实验组、空载体pVR1012组、A9株感染组的脾细胞体外用紫外灭活的汉滩病毒A9株进行刺激。正常小鼠的脾细胞用未经感染的同系小白鼠脾细胞进行刺激。体外刺激后48h、72h、96h分别测定其脾细胞的3H-TdR掺入水平(cpm),结果以每组小鼠平均cpm值±SD来表示(图3),另计算其刺激指数,刺激指数=实验组cpm值/正常对照cpm值。体外刺激后不同时限的刺激指数见图4。
3特异性细胞毒T淋巴细胞功能检测结果从图5可以看出:随着E:T比值的增大,效应细胞对靶细胞的<
