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豬偽狂犬病毒變異株TK、gE和gI基因缺失毒株及其應(yīng)用的制作方法

文檔序號:12644586閱讀:945來源:國知局
豬偽狂犬病毒變異株TK、gE和gI基因缺失毒株及其應(yīng)用的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種用于制備疫苗的豬偽狂犬病毒變異毒株,特別涉及一種豬偽狂犬病毒變異毒株TK、gE和gI基因缺失的毒株。



背景技術(shù):

豬偽狂犬病是由偽狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)引起的一種豬的重要傳染病,主要臨床癥狀包括:新生仔豬中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、斷奶仔豬和育肥豬表現(xiàn)出呼吸道癥狀、妊娠母豬繁殖障礙,已經(jīng)給世界生豬養(yǎng)殖業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失 [1-3]。目前,該病防控主要依靠疫苗免疫,美國與部分歐洲國家已宣布通過基因缺失疫苗免疫和凈化技術(shù),根除了該病在家豬中的流行[4]。近30年來,我國廣泛使用PRV基因缺失弱毒疫苗,該病得到有效控制并逐步凈化[5-6]。但是,2011年以來,我國許多免疫PRV活疫苗的豬場再次暴發(fā)該病,主要表現(xiàn)為仔豬神經(jīng)癥狀及死亡,生長豬呼吸道癥狀,妊娠母豬流產(chǎn)、死胎、弱仔等,對該病防控提出新挑戰(zhàn)。

gE基因在PRV入侵宿主神經(jīng)系統(tǒng)(包括三叉神經(jīng)節(jié)和嗅神經(jīng))的擴散發(fā)揮重要作用,是PRV主要毒力基因,同時也是病毒復(fù)制的非必須基因。gE與gI是以非共價鍵形式結(jié)合成gE/gI復(fù)合物。最新研究表明gE/gI復(fù)合物與病毒順軸突傳播相關(guān)。gE/gI基因的缺失并不影響病毒的增殖滴度。敲除PRV TK和gE會導致一些PRV毒株毒力的顯著下降,并可用于研制PRV弱毒活疫苗。

本發(fā)明選擇一種PRV變異強毒株ZJ01,成功構(gòu)建ZJ01株的感染性細菌人工染色體克隆,并獲得TK、gE和gI基因缺失毒株ZJ01ΔTK/gE/gI(簡稱ZJ01R)和ZJ01ΔgE/gI。體外連續(xù)傳代培養(yǎng)試驗證明,該兩個重組病毒的滴度和遺傳特性穩(wěn)定。仔豬接種該病毒后體溫平穩(wěn),無組織損傷,接種7日后即產(chǎn)生較高的gB抗體,21日時能夠產(chǎn)生較高的中和抗體。以大劑量變異強毒株進行攻毒,對照組全部死亡,重組病毒ZJ01R免疫組豬不發(fā)生死亡,無體溫升高和組織病變,肺臟及腦組織中未檢測到病毒,證明該重組病毒對豬體具有良好的免疫保護效 果,且對豬體不產(chǎn)生病理損傷,是理想的基因缺失疫苗候選對象,為研制PRV新型疫苗奠定了重要基礎(chǔ)。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供一種豬偽狂犬病毒變異株TK/gE/gI基因缺失毒株,其保藏編號為:CGMCC No.10397,分類命名:豬偽狂犬病毒,PRV-ZJ01R。本發(fā)明所述的毒株,結(jié)構(gòu)為ZJ01TK-/gE-/gI-。

本發(fā)明所述的毒株,其中,ZJ01TK-/gE-/gI-的DNA序列為將ZJ01序列去除序列表1-2的序列所述序列后所得序列。

本發(fā)明所述的毒株,其中,ZJ01的GeneBank DNA序列號為KM061380.1。

本發(fā)明所述的毒株,其中,TK的DNA序列為序列表1的序列。

本發(fā)明所述的毒株,其中,gE的DNA序列為序列表2的序列。

本發(fā)明所述的毒株,其中,gI的DNA序列為序列表2的序列。

序列表2的序列為gE/gI基因序列融合在一起的序列。

本發(fā)明所述的毒株,以PRV ZJ01株為原始毒株經(jīng)過基因結(jié)構(gòu)改造得到,其中PRV ZJ01株由本實驗室于2012年2月分離自浙江某規(guī)模豬場發(fā)病仔豬,屬高致病性毒株,為BHK-21細胞F8代適應(yīng)毒。本發(fā)明以PRV ZJ01毒株為親本構(gòu)建的毒株為TK、gE和gI基因缺失病毒,為BHK-21細胞F10代適應(yīng)毒。

本發(fā)明的毒株已經(jīng)保藏在中國普通微生物菌種保藏管理中心,編號為CGMCC No.10397,保藏日期2015年02月3日,分類命名:豬偽狂犬病毒,PRV-ZJ01R,地址北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號。

本發(fā)明的病毒毒株,其制備方法的設(shè)計方案為:

使用含有PRV變異強毒株ZJ01的US7和US8(gE/I)及UL23(TK)基因序列的PCR引物,從pHA2質(zhì)粒DNA擴增獲得含攜帶細菌人工染色體(BAC)載體和gfp表達盒的基因片段,構(gòu)建轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC19-BAC-H1-H2和pHA2-pUC19-UL23-H1-H2。先將pHA2-pUC19-BAC-H1-H2與ZJ01毒株全基因組共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,通過同源重組,獲得重組病毒ZJ01-GFPΔgE/gI。提取該重組病毒基因組DNA,轉(zhuǎn)化至大腸桿菌宿主菌DH 10B,篩選獲得含有mini-F序列的PRV感染性BAC克隆(pZJ01)。將pZJ01轉(zhuǎn)染BHK-21細胞可以重新啟動病毒的生產(chǎn)性感染。該質(zhì)粒與pUC19-BAC-H1-H2或gE/gI基因片段全長共轉(zhuǎn) 染BHK-21細胞,通過同源重組刪除mini-F序列,構(gòu)建獲得gE/gI基因缺失病毒ZJ01ΔgE/gI。

按上述相同方法,將pHA2-pUC19-UL23-H1-H2與ZJ01ΔgE/gI重組病毒全基因組DNA共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,通過同源重組,獲得重組病毒ZJ01-GFPΔTK/gE/gI,然后刪除mini-F序列,構(gòu)建獲得TK/gE/gI基因缺失病毒ZJ01ΔTK/gE/gI(簡稱ZJ01R)。

體外傳代試驗結(jié)果顯示,本發(fā)明的病毒毒株ZJ01R和ZJ01ΔgE/gI產(chǎn)生的細胞病變與親本病毒ZJ01一致,病毒滴度與ZJ01毒株相仿;重組病毒目的基因缺失區(qū)持續(xù)穩(wěn)定存在,沒有出現(xiàn)回復(fù)性突變。豬體免疫及攻毒保護試驗表明,重組病毒ZJ01R免疫后,豬體無臨床癥狀及病理變化產(chǎn)生,免疫21天后即可產(chǎn)生較高水平的PRV中和抗體,能夠抵御致死性PRV變異毒株P(guān)VR-ZJ01的感染。

附圖說明:

圖1pHA2質(zhì)粒經(jīng)同源重組插入PRV ZJ01病毒基因組示意圖

(A)PRV ZJ01基因組示意圖(大小約為140Kbp)及US7與US8所在區(qū)域(B)轉(zhuǎn)移載體構(gòu)建示意圖(C)重組病毒ZJ01-GFPΔgE/gI基因組構(gòu)成的示意圖

圖2pUC19-BAC-H1-H2的構(gòu)建與鑒定

(A)同源重組臂BAC-H1與BAC-H2基因片段擴增產(chǎn)物((泳道1和2分別為BAC-H1與BAC-H2基因);(B)pUC19-BAC-H1重組質(zhì)粒酶切鑒定(泳道1,泳道2為PCR產(chǎn)物對照);(C)pUC19-BAC-H1-H2重組質(zhì)粒PacI線性化DNA。泳道M:DSTM 5000標準分子量。

圖3重組病毒ZJ01-GFPΔgE/gI的噬斑純化與鑒定

圖3(A)熒光顯微鏡下的噬斑(上圖ZJ01-GFPΔgE/gI拯救病毒、下圖細胞對照)。(B)病毒PCR鑒定產(chǎn)物電泳圖.泳道1-3:PRV-gE-632-for/rev引物PCR擴增產(chǎn)物;泳道4-6:PRV-HOMO1-for/rev引物PCR擴增產(chǎn)物;泳道1、4:ZJ01;泳道2、5:ZJ01ΔgE/gI;泳道3、6:ZJ01gE/gI-R毒株;泳道M:DSTM 5000bp標準分子量。

圖4PRV ZJ01BΔC克隆的遺傳穩(wěn)定性鑒定

(A)BAC質(zhì)粒拯救病毒DNA的BamHI酶切圖譜(1:F1代病毒、2:F20代質(zhì)粒拯救出的病毒,M:DSTM 2000bp marker.)。(B)BAC克隆質(zhì)粒PCR鑒定(1、2、3泳道分別為F5、F10和F20代質(zhì)粒,M:1Kb DNA Ladder Marker。(C)拯救病毒熒光空斑(左:F1病毒,右:F20病毒)。

圖5轉(zhuǎn)移載體轉(zhuǎn)染BHK-21細胞后熒光的鑒定

圖6重組病毒PRV ZJ01ΔTK/gE/gI的純化與鑒定

(A) 重組病毒鑒定:病毒接種細胞后進行免疫熒光試驗顯示PRV特異性熒光, (B)重組病毒PCR檢測結(jié)果(泳道1:ZJ01,泳道2:ZJ01ΔTK/gE/gI毒株,M:1Kb DNA Ladder Marker)。

圖7重組病毒在BHK-21細胞上的生長曲線

圖8重組病毒遺傳穩(wěn)定性鑒定

圖9重組病毒ZJ01R免疫后豬體體溫

圖10重組病毒ZJ01R免疫后豬體gB抗體水平

圖11重組病毒ZJ01R免疫后豬體中和抗體水平

圖12重組病毒ZJ01R免疫21天后豬組織切片

圖13PRV-ZJ01攻毒后豬體存活率

圖14PRV-ZJ01攻毒后豬體體溫變化

圖15PRV-ZJ01攻毒后豬體病毒分布

圖16PRV-ZJ01攻毒后豬體組織病理切片

具體實施方式:

以下通過實施例進一步說明本發(fā)明。

1材料與方法

1.1主要材料

1.1.1病毒與細胞

PRV ZJ01株病毒,由本實驗室于2012年2月分離自浙江某規(guī)模豬場發(fā)病仔豬,屬高致病性毒株,為BHK-21細胞F8代適應(yīng)毒;PRV ZJ01ΔgE/gI毒株為本實驗室以PRV ZJ01毒株為親本構(gòu)建的獲得的gI、gE雙基因缺失病毒,為BHK-21細胞F10代適應(yīng)毒。BHK-21細胞由本實驗室保存,細胞生長液為含10%胎牛血清(Gibco)的DMEM(Gibco),維持液為含2%胎牛血清的DMEM。

1.1.2質(zhì)粒與菌株

pHA2質(zhì)粒(包含BAC載體序列、真核細胞中表達gfp表達盒、大腸桿菌中表達氯霉素抗性基因與大腸桿菌mini-F質(zhì)粒)由國家獸用生物制品工程技術(shù)研究中心王繼春博士惠贈:pUC19載體購自Invitrogen公司。

1.1.3工具酶與試劑

限制性內(nèi)切酶、T4DNA連接酶與堿性磷酸酶均購自NEB公司;AccuPrimeTM pfx DNA Polymerase購自Invitrogen公司;AxyPrep DNA片段回收試劑盒購自AxyGEN公司;平末端克隆載體pEASYTM-Blunt Simple購自TransGen公司;質(zhì)粒提取試劑盒Miniprep購自Qiagen公司;酚氯仿、蛋白酶K、RNase購自Sigma公司;轉(zhuǎn)染試劑LipofectamineTM 2000購自Invitrogen公司;其余試劑均為分析純。

1.2ZJ01gE/gI基因缺失毒株的構(gòu)建與鑒定

1.2.1病毒純化與基因組提取

取1L PRV ZJ01 F5代病毒液,反復(fù)凍融3次,8000g離心30min除去細胞碎片,150000g超速離心2h,所得沉淀經(jīng)適量滅菌PBS重懸,用酚氯仿法在重懸液中提取PRV ZJ01基因組DNA(gDNA)。

1.2.2引物設(shè)計與同源重組臂的PCR擴增

根據(jù)GenBank公布的PRV Becker株基因組序列(GenBank收錄號為JF797219),在US6與US9位置設(shè)計2對引物PRV BAC H1 F/R與PRV BAC H2F/R,引物序列為:PRV BAC H1 F:ATTGAATTCEcoR IGTACCCGTACACCGAGTCGT,PRV BAC H1 R:ACTGAGCTCSac IGGTTAATTAAPac ITCATCATCGACGCCGGTACT;BAC H1基因片段長度為1135bp;PRV BACH2 F:CAACTGCAGPst ICGTTAATTAAPac IGCCGACATGGACACGTTCGA,PRVBAC H2 R:TCGAAGCTTHindIIITTGTGGACCCGCGAACAT,BAC-H2基因片段長度為1163bp;PRV-gE-632-for:TCCACTCGCAGCTCTTCT,PRV-gE-632-rev:GCACGTCATCACGAAGGA,擴增的基因片段長度為632bp。斜體劃線部分為酶切位點,引物由Invitrogen公司合成。

采用上述PRV ZJ01基因組DNA作為模板,擴增同源重組臂BAC-H1與BAC-H2,反應(yīng)體系為:10×AccuPrimeTM pfx Buffer 2.5μL、引物各1.0μL、模板DNA 2μL、AccuPrimeTMpfx DNA Polymerase 0.5μL、DMSO 1μL、dd H2O 18μL。反應(yīng)程序如下:95℃5min;95℃30s,62℃30s,68℃70s進行32個循環(huán),最后68℃延伸10min。PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分離,凝膠回收純化,連接克隆入平末端克隆載體pEASYTM-Blunt Zero,轉(zhuǎn)化TOPO10大腸桿菌感受態(tài)細胞, 涂布含50μg/mL氨芐青霉素的LB平板,37℃過夜培養(yǎng),挑取單個菌落培養(yǎng),提取質(zhì)粒,進行PCR和PstI酶切鑒定,陽性克隆送Invitrogen公司測序。

1.2.3轉(zhuǎn)移載體的構(gòu)建

提取測序正確的重組H1與H2質(zhì)粒分別用EcoRI/SacI與PstI/HindIII酶切,回收酶切H1片段與pUC19線性化(EcoRI/SacI)片段連接,構(gòu)建重組質(zhì)粒pUC19-H1,回收酶切H2片段與pUC19-H1線性化(PstI/HindIII)片段連接構(gòu)建重組質(zhì)粒pUC19-H1-H2。pHA2與pUC19-H1-H2均以PacI線性化,線性化片段經(jīng)堿性磷酸酶處理后用T4連接酶連接。連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化TOPO10感受態(tài)細胞,最后在含氨芐與氯霉素抗性的平板上篩選。挑取的單克隆經(jīng)引物PRV BAC H1 F/R與PRV BAC H2 F/R鑒定,選取陽性克隆用Qiagen Miniprep方法提取質(zhì)粒,獲得轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC19-H1-H2。取2ug轉(zhuǎn)移載體,采用LipofectamineTM 2000轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,5%CO2溫箱繼續(xù)培養(yǎng)16h,熒光顯微鏡下觀察所構(gòu)建的轉(zhuǎn)移載體中g(shù)fp表達盒是否表達。圖1顯示了攜有大腸桿菌F(Mini-F)質(zhì)粒的BAC載體pHA2通過同源重組插入PRV ZJ01 US7與US8(gI與gE)基因內(nèi)的示意圖。

圖1pHA2質(zhì)粒經(jīng)同源重組插入PRV ZJ01病毒基因組示意圖

(A)PRV ZJ01基因組示意圖(大小約為140Kbp)及US7與US8所在區(qū)域(B)轉(zhuǎn)移載體構(gòu)建示意圖(C)重組病毒ZJ01-GFPΔgE/gI基因組構(gòu)成的示意圖

1.2.4重組病毒拯救與噬斑純化

取轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC19-H1-H2與PRV ZJ01gDNA各1.5μg采用LipofectamineTM2000共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,共轉(zhuǎn)染48h后,棄去維持液,覆蓋含有1%低熔點瓊脂糖、10%胎牛血清的DMEM,37℃,5%CO2繼續(xù)培養(yǎng)24h,在熒光顯微鏡下可見綠色熒光的空斑(為重組病毒形成空斑),挑取顯示綠色熒光的單個空斑,在BHK-21細胞上進行空斑純化。經(jīng)6次亞克隆純化后,獲得重組病毒命名為ZJ01-GFPΔgE/gI。

1.2.5重組病毒ZJ01-GFPΔgE/gI株BAC的克隆與鑒定

將ZJ01-GFPΔgE/gI病毒接種BHK-21細胞,37℃培養(yǎng)16h后,在熒光顯微鏡下觀察病變達到70%左右,用預(yù)冷的PBS洗滌1次,2000g,4℃離心5min,沉淀以100μL TE分散重懸后,經(jīng)酚氯仿法提取重組病毒基因組,取出2μL DNA電轉(zhuǎn)化(1500V 200Ω25uF)至E.coli DH 10B感受態(tài)細胞,涂布于含34μg/mL氯霉素的LB平板,37℃培養(yǎng)72h,挑取單菌落至液體培養(yǎng)基后培養(yǎng)48h,用引物PRV BAC H1 F/R與PRV BAC H2 F/R進行PCR鑒定。選取10個PCR陽性的克隆,Miniprep方法提取質(zhì)粒命名為pZJ01/G1-10,提取的質(zhì)粒DNA用BamHI酶切以進行RFLP分析,脈沖場電泳程序為:電壓6V/cm;電泳時間10h;脈沖 角度120°;起始脈沖時間1s,終止脈沖時間35s。鑒定正確的陽性克隆命名為pZJ01質(zhì)粒。

取Qiagen Midi Kit試劑盒提取pZJ01質(zhì)粒DNA 2μg,采用LipofectamineTM2000轉(zhuǎn)染BHK-21細胞。置37℃,5%CO2條件下培養(yǎng)4d,每隔12h在熒光顯微鏡下觀察,待細胞病變達到80%時,將細胞培養(yǎng)物凍融3次以收獲重組病毒,即為拯救的重組病毒。

篩選出的陽性克隆在含有CAM的LB平板上連續(xù)傳20代,32℃條件下培養(yǎng),選擇F5、F15與F20接種LB液體培養(yǎng)基,采用Qiagen Miniprep方法提取BACDNA,用PRV BAC H1 F/R引物進行PCR檢測;或提取BAC DNA以BamHI進行RFLP分析;并采用LipofectamineTM 2000轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,鑒定是否可以拯救出重組病毒。

1.2.6gE/gI基因缺失病毒ZJ01ΔgE/gI的構(gòu)建與鑒定

取轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC 19-H1-H2與pZJ01各2μg采用LipofectamineTM 2000共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,共轉(zhuǎn)染48h后,棄去維持液,覆蓋含有1%低熔點瓊脂糖、10%胎牛血清的DMEM,37℃,5%CO2繼續(xù)培養(yǎng)24h,在熒光顯微鏡下可見綠色熒光的空斑與無熒光空斑,挑取顯示無綠色熒光的單個空斑,在BHK-21細胞上進行空斑純化。經(jīng)6輪純化后,獲得重組病毒命名為ZJ01ΔgE/gI。提取重組病毒DNA,分別以引物PRV-gE-632-for/rev與PRV BAC H1 F/PRV BAC H2 R驗證gE/gI基因與載體片段的刪除。

1.3ZJ01TK/gE/gI基因缺失毒株(ZJ01R)的構(gòu)建與鑒定

1.3.1ZJ01gE/gI基因缺失病毒基因組提取

取500mL PRV ZJ01ΔgE/gI F10代病毒液,按1.1.4.1方法提取病毒基因組DNA。

1.3.2引物設(shè)計與同源重組臂的PCR擴增

根據(jù)PRV ZJ01毒株UL23位置設(shè)計2對引物PRV UL23-H1F/R與PRVUL23-H2F/R,引物序列為:PRV UL23-H1F:GCAGAATTCEcoR ICGTCGTTCTTGGCGATCTGC;PRV UL23-H1 R:GATGGTACCKpn ICTTTAATTAAPac IAAATACCGGCCACCGTGTCC;PRV UL23-H2 F:GGCGCTGCAGPst IAGTTAATTAAPac ITGTGCGCCTTCACGTCGGAGAT;PRVUL23-H2 R:GACAAGCTTHind IIIAGAAGACGAAGGCGGCCACG,斜體劃線部分為酶切位點,引物由Invitrogen公司合成。按1.1.4.2方法,提取PRV ZJ01gE/gI-基因組DNA,作為模板,擴增同源重組臂UL23-H1與UL23-H2,克隆至pEASYTM-Blunt Simple載體,獲得含UL23-H1與UL23-H2重組質(zhì)粒。

1.3.3轉(zhuǎn)移載體的構(gòu)建

按1.1.4.4方法,將重組UL23-H1與UL23-H2質(zhì)粒中的UL-23-H1和UL-23-H2基因片段分別克隆至pUC19載體,構(gòu)建重組質(zhì)粒pUC19-UL23-H1-H2。pHA1與pUC19-UL23-H1-H2均以Pac I線性化,線性化片段經(jīng)堿性磷酸酶處理后用T4連接酶連接。連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化TOPO10感受態(tài)細胞,最后在含氨芐與氯霉素抗性的平板上篩選。挑取的單克隆經(jīng)引物PRV UL23-H1 F/R與PRV UL23-H2 F/R鑒定,獲得轉(zhuǎn)移載體pHA1-pUC19-UL-23-H1-H2。取2μg轉(zhuǎn)移載體,采用LipofectamineTM2000轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,在熒光顯微鏡下觀察轉(zhuǎn)移載體中g(shù)fp表達盒是否表達。

1.3.4重組病毒ZJ01R拯救與噬斑純化

按1.1.5.4方法,取轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC19-UL23-H1-H2與PRV rZJ01gE/gI-基因組DNA各1.5μg采用LipofectamineTM 2000共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,繼續(xù)培養(yǎng)24h,在熒光顯微鏡下可見綠色熒光的空斑(為重組病毒形成空斑),挑取顯示綠色熒光的單個空斑,在BHK-21細胞上進行空斑純化。經(jīng)6輪純化后,獲得重組病毒命名為ZJ01-GFPΔTK/gE/gI。

將所得重組病毒ZJ01-GFPΔTK/gE/gI增殖500ml,采用1.1.4.1方法,差速離心濃縮后提取基因組DNA,按1.1.4.6方法,將該重組病毒基因組DNA與中間載體pUC19-UL-23-H1-H2共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,獲得敲除GFP熒光標簽的病毒空斑。通過空斑純化,獲得PRV ZJ01ΔTK/gE/gI(ZJ01R)。

1.3.5PRV ZJ01ΔTK/gE/gI(ZJ01R)的鑒定

將PRV ZJ01ΔTK/gE/gI毒株(ZJ01R)在BHK-21細胞上進行增殖,提取DNA用PRV TK del F/R進行PCR檢測,確定目的基因的刪除,引物序列為:PRV TK del F:5‘-CACCACGGCCCGGGTGATGGCGCTC-3’;PRV TK del R:5‘-AACTTTATTGGGATGACATACACAT-3‘。

1.4重組病毒ZJ01R體外培養(yǎng)生長特性測定

1.4.1不同代次重組病毒ZJ01R TCID50測定

將F3、F10、F20代重組病毒ZJ01R、PRV ZJ01ΔgE/gI及ZJ01毒株分別用維持液(含2%胎牛血清的DMEM)按10倍系列稀釋,即10-1,10-2~10-8,10-9等。將100μL不同稀釋度的病毒液接種剛長滿單層BHK-21細胞的96孔細胞板中,每個滴度設(shè)置8個重復(fù),置于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)。4d后記錄 細胞病變孔,按Reed-Muench法計算TCID50

1.4.2重組病毒ZJ01R生長曲線測定

將F10代重組病毒ZJ01R、ZJ01ΔgE/gI及ZJ01毒株病毒液以1MOI接種于24孔細胞板中長滿單層的BHK21細胞,先置于4℃吸附1h,然后于37℃孵育1.5h,滅菌PBS(pH7.2)洗2遍后用檸檬酸鹽緩沖液(CBS)處理3min,以除去細胞表面的病毒。再用滅菌PBS(pH7.2)洗2遍后再加入含有2%胎牛血清的DMEM。在感染后4,8,12,16,20,24,28,32h分別收集培養(yǎng)物,-70℃反復(fù)凍融3次后測定各毒株的病毒滴度,重復(fù)3次,按統(tǒng)計學方法處理數(shù)據(jù),繪制病毒在體外培養(yǎng)條件下的生長曲線。

1.5重組病毒ZJ01R遺傳穩(wěn)定性鑒定

將重組病毒ZJ01R在BHK21細胞上連續(xù)傳代20代,取F3、F10、F20代病毒提取DNA作為模板,以PRV TK del F/R進行PCR鑒定,確定其目的片段穩(wěn)定缺失。

1.6重組病毒ZJ01R缺失基因與親本毒株基因重組可能性測定

將重組病毒ZJ01R與其親本毒株ZJ01等量混合后接種于BHK21細胞,待出現(xiàn)病變后連續(xù)傳代10代,收獲F10代病毒提取DNA,以PRV TK del F/R進行PCR鑒定。

1.7重組病毒ZJ01R免疫后豬體指標監(jiān)測

選取20頭35~40日齡仔豬,平均分為2組,實驗組滴鼻免疫重組病毒ZJ01R,2×107TCID50/頭,對照組以MEM營養(yǎng)液滴鼻作為對照,免疫后,觀察記錄豬體每日體溫情況、臨床癥狀、向周圍排毒情況。免疫后每隔7天,檢測gB抗體水平;21天檢測PRV中和抗體水平。免疫后21天,每組剖殺3頭豬,檢測病毒在體內(nèi)的分布情況并觀察組織病理變化。

1.8重組病毒ZJ01R免疫保護力試驗

1.7中所述試驗豬免疫21天后,每頭以2×107TCID50PRV-ZJ01強毒進行滴鼻,觀察重組病毒ZJ01R對豬體的免疫保護力。攻毒后,觀察記錄豬體每日體溫情況、臨床癥狀、向周圍排毒情況。攻毒后14天,將存活豬全部剖殺,檢測病毒在體內(nèi)的分布情況并觀察組織病理變化。

2結(jié)果

2.1ZJ01gE/gI基因缺失毒株的構(gòu)建與鑒定

2.1.1中間載體構(gòu)建與鑒定

以PRV ZJ01gDNA為模板,分別以PRV BAC-H1 F/R與PRV BAC-H2F/R為引物PCR擴增兩個同源重組臂BAC-H1與BAC-H2,目的片段長度均為1135bp和1163bp。中間載體pUC19-BAC-H1-H2經(jīng)PacI線性化大小約為5Kb(圖2)。

圖2pUC19-BAC-H1-H2的構(gòu)建與鑒定

(A)同源重組臂BAC-H1與BAC-H2基因片段擴增產(chǎn)物((泳道1和2分別為BAC-H1與BAC-H2基因);(B)pUC19-BAC-H1重組質(zhì)粒酶切鑒定(泳道1,泳道2為PCR產(chǎn)物對照);(C)pUC19-BAC-H1-H2重組質(zhì)粒PacI線性化DNA。泳道M:DSTM 5000標準分子量。

2.1.2轉(zhuǎn)移載體構(gòu)建與vZJ01-GFPΔgE/gI重組病毒拯救

將中間載體pUC19-BAC-H1-H2與pHA2質(zhì)粒經(jīng)PacI線性化以T4連接酶連接構(gòu)建轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC19-BAC-H1-H2。轉(zhuǎn)移載體經(jīng)PCR與測序鑒定,兩個同源臂核苷酸組成正確。將轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC19-BAC-H1-H2轉(zhuǎn)染BHK21細胞,在熒光顯微鏡下可見發(fā)出綠色熒光的噬斑(圖3A),挑取噬斑繼續(xù)傳代純化,經(jīng)6輪噬斑純化,獲得的重組病毒命名為ZJ01-GFPΔgE/gI。提取純化ZJ01-GFPΔgE/gI病毒基因組DNA為模板,以PRV-gE-632-for/rev為引物未擴增出約700bp的gE基因片段,說明gE已經(jīng)被載體序列替換,經(jīng)6輪噬斑純化的重組病毒無野毒污染,可用于后續(xù)BAC構(gòu)建。

圖3重組病毒ZJ01-GFPΔgE/gI的噬斑純化與鑒定

圖3(A)熒光顯微鏡下的噬斑(上圖ZJ01-GFPΔgE/gI拯救病毒、下圖細胞對照).(B)病毒PCR鑒定產(chǎn)物電泳圖.泳道1-3:PRV-gE-632-for/rev引物PCR擴增產(chǎn)物;泳道4-6:PRV-HOMO1-for/rev引物PCR擴增產(chǎn)物;泳道1、4:ZJ01;泳道2、5:ZJ01ΔgE/gI;泳道3、6:ZJ01gE/gI-R毒株;泳道M:DSTM 5000bp標準分子量。

2.1.3PRV ZJ01BAC克隆的篩選與鑒定

ZJ01-GFPΔgE/gI環(huán)狀DNA電轉(zhuǎn)化E.coli DH 10B感受態(tài)細胞后,得到氯霉素抗性克隆,Qiagen Miniprep方法提取質(zhì)粒,經(jīng)限制性內(nèi)切酶BamHI酶切分析,篩選出1個疑似包含病毒完整基因組的克隆。PRV ZJ01的感染性BAC克隆命名為pZJ01。提取病毒親本毒ZJ01的gDNA與pZJ01質(zhì)粒DNA,經(jīng)BamHI RFLP分析(圖4A),結(jié)果表明重組毒的RFLP帶型與親本毒一致,并且長約8kbp的mini-F片段已經(jīng)插入US7與US8區(qū)域之間。

小量提取F5、F15與F20的LB液體培養(yǎng)物BAC DNA,以PRV BAC-H1F/R為引物進行PCR檢測,結(jié)果20代內(nèi)的BAC克隆均能檢測出目的條帶(圖4B);將F20代的BAC DNA進行RFLP分析,結(jié)果顯示其特征性條帶未發(fā)生變化(圖4A);將F5與F20代的BAC DNA轉(zhuǎn)染BHK-21細胞后均能成功地拯救出病毒。 被拯救的重組病毒細胞病變、形成的空斑大小均一致(圖4C)。以上結(jié)果均表明,PRV ZJ01BAC克隆的遺傳穩(wěn)定性良好。

圖4PRV ZJ01BAC克隆的遺傳穩(wěn)定性鑒定

(A)BAC質(zhì)粒拯救病毒DNA的BamHI酶切圖譜(1:F1代病毒、2:F20代質(zhì)粒拯救出的病毒,M:DSTM2000bp marker.)。(B)BAC克隆質(zhì)粒PCR鑒定(1、2、3泳道分別為F5、F10和F20代質(zhì)粒,M:1Kb DNA Ladder Marker。(C)拯救病毒熒光空斑(左:F1病毒,右:F20病毒)。

2.1.4mini-F載體序列刪除與gE/gI基因缺失病毒篩選

以脂質(zhì)體介導將轉(zhuǎn)移載體pHA2-pUC19-BAC-H1-H2與pZJ01共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞后,成功篩選到刪除mini-F載體序列的在熒光顯微鏡下不顯綠色的gE/gI基因缺失病毒。將挑取的無熒光的病毒空斑純化6次。提取純化ZJ01ΔgE/gI病毒基因組DNA為模板,以PRV-gE-632-for/rev為引物擴增gE/gI基因為陰性,而引物PRV BAC-H1F/PRV BAC-H2R擴增片段大小約2000bp,符合預(yù)期,說明該病毒gE/gI基因的缺失而且載體序列已被成功刪除。

2.2ZJ01TK/gE/gI基因缺失毒株ZJ01R的構(gòu)建與鑒定

2.2.1中間載體和轉(zhuǎn)移載體的構(gòu)建與鑒定

按上述相同方法,以PRV ZJ01gE/gI基因缺失毒株gDNA為模板,采用PCR擴增兩個同源重組臂UL23-H1與UL23-H2,構(gòu)建中間載體pUC19-UL23-H1-H2。再將該中間載體與pHA1質(zhì)粒經(jīng)Pac I線性化以T4連接酶連接構(gòu)建轉(zhuǎn)移載體pHA1-UL23-H1-H2,基因序列測定結(jié)果正確。將該轉(zhuǎn)移載體DNA轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,在熒光顯微鏡下可見轉(zhuǎn)染細胞表達綠色熒光(圖5),pHA1-H1-H2可作為轉(zhuǎn)移載體進行下一步重組病毒的構(gòu)建。

圖5轉(zhuǎn)移載體轉(zhuǎn)染BHK-21細胞后熒光的鑒定

2.2.3重組病毒ZJ01R拯救與純化

PRV rZJ01gE/gI-gDNA與轉(zhuǎn)移載體質(zhì)粒DNA共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞后,獲得敲除TK基因的重組病毒。在熒光顯微鏡下觀察到發(fā)出綠色熒光的噬斑,挑取空斑繼續(xù)傳代純化,獲得重組病毒vZJ01-GFPΔTK/gE/gI。

提取該病毒基因組DNA,與pUC19-UL23-H1-H2質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染BHK-21細胞,挑取無熒光病毒噬斑,獲得敲除TK基因且敲除熒光標簽的重組病毒PRV ZJ01ΔTK/gE/gI。采用間接免疫熒光試驗,證明該病毒為PRV。采用PRV TK del F/R引物進行PCR鑒定,僅檢測到250bp左右的條帶(圖6B),對照野生毒株P(guān)RV ZJ01可檢測到1030bp左右的條帶,說明該病毒株中TK基因已被成功且穩(wěn)定敲 除。鑒此,我們成功構(gòu)建獲得TK、gE、gI基因缺失重組PRV ZJ01ΔTK/gE/gI毒株,命名為ZJ01R毒株。

圖6重組病毒PRV ZJ01ΔTK/gE/gI的純化與鑒定

A. 重組病毒鑒定:病毒接種細胞后進行免疫熒光試驗顯示PRV特異性熒光。B重組病毒PCR檢測結(jié)果(泳道1:ZJ01,泳道2:ZJ01ΔTK/gE/gI毒株, M:1Kb DNA Ladder Marker)。

2.3重組病毒體外增殖穩(wěn)定性

將重組病毒ZJ01ΔTK/gE/gI、ZJ01ΔgE/gI和ZJ01分別在BHK21細胞上連續(xù)傳代20代。分別取F3、F10、F20代病毒液測定其滴度,結(jié)果見表1,證明重組病毒ZJ01ΔTK/gE/gI、ZJ01ΔgE/gI滴度與同代次野生毒株P(guān)RV ZJ01相仿,但病變出現(xiàn)時間也略遲于野生型毒株P(guān)RV ZJ01。

表1重組病毒體外增殖滴度比較

病毒生長曲線結(jié)果見圖7,重組病毒ZJ01ΔTK/gE/gI與ZJ01ΔgE/gI生長規(guī)律基本一致,但與ZJ01毒株在BHK-21細胞中增殖速度存在一定差異。親本毒ZJ01在接種后24h病毒滴度即可達到最高107.8TCID50/mL,而ZJ01ΔTK/gE/gI與ZJ01ΔgE/gI在接毒后28h才達到最高滴度,分別為107.3TCID50/mL與107.5TCID50/mL。說明ZJ01ΔTK/gE/gI與ZJ01ΔgE/gI在體外增殖速度比親本毒要略慢一些,但對病毒最高滴度幾乎無影響。

圖7重組病毒在BHK-21細胞上的生長曲線

2.4重組病毒遺傳穩(wěn)定性

TK基因檢測結(jié)果見表2。取F3、F10、F20代重組病毒ZJ01ΔTK/gE/gI,以PRV TK del F/R進行PCR鑒定,可得到大小為250bp的單一條帶,ZJ01毒株P(guān)CR產(chǎn)物大小為1030bp。采用PRV-gE-632-for/rev引物PCR檢測gE/gI基因,結(jié)果顯示,兩個重組病毒均為陰性,而ZJ01毒株擴增結(jié)果為陽性,大小為632bp(表2)。該結(jié)果表明,兩個重組病毒缺失的目的基因片段持續(xù)穩(wěn)定,未因傳代發(fā)生突變。

表2重組病毒體外傳代后遺傳穩(wěn)定性測定結(jié)果(PCR檢測目的基因)

-表示PCR結(jié)果為陰性,-表示PCR結(jié)果為陽性,*表示PCR產(chǎn)物大小

2.5重組病毒缺失基因回復(fù)突變可能性測定

將重組病毒ZJ01ΔTK/gE/gI與其親本毒株ZJ01等量混合,接種于BHK21細胞,傳代10次,收獲F10代病毒,并采用空斑純化方法挑選單個克隆,培養(yǎng)后分別提取DNA,以PRV TK del F/R引物PCR,擴增TK基因片段,結(jié)果見圖4,F(xiàn)10代病毒液中能檢測到約250bp及1030bp的條帶,克隆1和克隆2病毒擴增結(jié)果只有一條條帶,大小為1030bp及250bp,表明混合傳代10代后,PRV ZJ01ΔTK/gE/gI與親本毒株P(guān)RV ZJ01獨立存在,重組病毒與親本毒株沒有發(fā)生重組性回復(fù)性突變,其基因缺失持續(xù)而穩(wěn)定。

圖8重組病毒遺傳穩(wěn)定性鑒定

M:1Kb DNA Ladder Marker,1,混合傳代F10代次病毒液,1、2:克隆1、克隆2病毒

2.6重組病毒ZJ01R免疫后豬體指標監(jiān)測

2.6.1重組病毒ZJ01R免疫后豬體體溫變化

如圖9所示,重組病毒ZJ01R免疫后,豬體未出現(xiàn)發(fā)熱情況,體溫與MEM對照組不存在顯著差異。

圖9重組病毒ZJ01R免疫后豬體體溫

2.6.2重組病毒ZJ01-gE/gI/TK-免疫后豬體gB抗體水平

ELISA檢測結(jié)果(圖10)表明,重組病毒ZJ01R免疫后7天,免疫豬gB抗體即達到陽性水平并穩(wěn)定維持,對照MEM免疫組則一直為陰性。

圖10重組病毒ZJ01R免疫后豬體gB抗體水平

2.6.3重組病毒ZJ01R免疫21天后豬體中和抗體水平

由圖11可見,免疫后21天,重組病毒ZJ01R免疫組豬中和抗體滴度達到 約106log2/ml水平,且對變異毒株ZJ01和傳統(tǒng)毒株LA的抗體滴度基本相當,表明該重組病毒免疫21天后,對變異毒株和傳統(tǒng)毒株感染均能夠提供足夠的保護力。

圖11重組病毒ZJ01R免疫后豬體中和抗體水平

2.6.4重組病毒ZJ01R免疫21天后豬組織病變情況

免疫21天后,各組取3頭豬進行剖殺,取腦及肺臟組織制作切片(圖12),可見重組病毒免疫組與MEM對照組并無顯著差異,均表現(xiàn)正常組織形態(tài),證明該重組病毒對免疫動物不存在組織損傷。

圖12重組病毒ZJ01R免疫21天后豬組織切片

2.7重組病毒ZJ01R免疫保護力試驗

2.7.1PRV-ZJ01攻毒后重組病毒ZJ01R免疫組豬體存活率

由圖13可知,攻毒后2-3天,MEM免疫組豬只陸續(xù)表現(xiàn)典型的PRV感染癥狀,包括高熱、咳嗽、奇癢、震顫等,后逐步表現(xiàn)為共濟失調(diào)、角弓反張直至死亡。重組病毒ZJ01R免疫組則一直存活直至試驗結(jié)束,且不表現(xiàn)任何臨床癥狀。

圖13PRV-ZJ01攻毒后豬體存活率

2.7.2PRV-ZJ01攻毒后重組病毒ZJ01R免疫組豬體體溫情況

由圖14可知,攻毒后1天,MEM免疫組體溫即開始上升,最高可達41.5℃,并維持高熱直至死亡。重組病毒ZJ01R免疫組豬自攻毒后穩(wěn)定維持在39℃左右,未出現(xiàn)明顯升高。

圖14PRV-ZJ01攻毒后豬體體溫變化

2.7.3PRV-ZJ01攻毒后重組病毒ZJ01R免疫組豬體組織病毒含量

攻毒后,對MEM免疫組死亡豬只及時進行剖檢,采集腦、肺臟組織,并于14天觀察期結(jié)束后對所有豬進行剖殺,采集腦、肺臟組織,以Real-time PCR檢測組織中野毒含量,可見MEM免疫組豬只腦、肺臟中均檢測到較高含量的病毒,而ZJ01R免疫組豬腦、肺臟組織中未檢測到病毒(圖15),表明該重組病毒能夠 對豬提供足夠的免疫保護,避免豬體出現(xiàn)野毒感染。

圖15PRV-ZJ01攻毒后豬體病毒分布

2.7.4PRV-ZJ01攻毒后重組病毒ZJ01R免疫組豬組織病變情況

取MEM免疫組死亡豬及重組病毒免疫組剖殺豬腦、肺臟組織制作病理切片,可見MEM免疫組肺臟中肺泡壁腫脹、有大面積出血,腦組織有明顯的炎性細胞浸潤和“血管套”現(xiàn)象(圖16);而重組病毒ZJ01R免疫組肺臟及腦組織均與攻毒前形態(tài)一致,表明重組病毒免疫組豬只未受到野毒攻擊。

圖16PRV-ZJ01攻毒后豬體組織病理切片。

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