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基于反向遺傳學(xué)技術(shù)構(gòu)建表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒及其免疫特性探究一、引言1.1研究背景與意義狂犬病是一種由狂犬病病毒(Rabiesvirus,RABV)引起的急性、致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳染病,主要通過(guò)動(dòng)物咬傷傳播給人類(lèi)和其他動(dòng)物。一旦發(fā)病,病死率近乎100%,給全球公共衛(wèi)生帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計(jì),全球每年約有59,000人死于狂犬病,其中亞洲和非洲是疫情最為嚴(yán)重的地區(qū),我國(guó)是狂犬病流行高風(fēng)險(xiǎn)國(guó)家之一,狂犬病發(fā)病數(shù)在國(guó)內(nèi)傳染病死亡人數(shù)中位居前列??袢〔粌H對(duì)人類(lèi)健康造成嚴(yán)重威脅,也給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失,包括醫(yī)療費(fèi)用、動(dòng)物防疫成本以及因死亡和患病導(dǎo)致的生產(chǎn)力損失等。目前,狂犬病的預(yù)防主要依賴(lài)疫苗接種,包括暴露前預(yù)防和暴露后預(yù)防。暴露前預(yù)防主要針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)人群,如獸醫(yī)、動(dòng)物飼養(yǎng)員和實(shí)驗(yàn)室工作人員等;暴露后預(yù)防則是在被疑似感染狂犬病病毒的動(dòng)物咬傷或抓傷后,及時(shí)接種狂犬病疫苗和狂犬病免疫球蛋白。盡管現(xiàn)有的狂犬病疫苗在預(yù)防狂犬病方面取得了顯著成效,但仍存在一些局限性。例如,傳統(tǒng)疫苗的免疫效果可能受到個(gè)體差異、免疫程序和疫苗質(zhì)量等因素的影響,部分人群在接種疫苗后可能無(wú)法產(chǎn)生足夠的免疫應(yīng)答;此外,疫苗的生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜,成本較高,限制了其在一些資源匱乏地區(qū)的廣泛應(yīng)用。白細(xì)胞介素33(Interleukin-33,IL-33)是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞因子,屬于IL-1家族成員。IL-33在多種細(xì)胞中表達(dá),包括內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等,其主要功能是激活天然免疫和適應(yīng)性免疫細(xì)胞,調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。研究表明,IL-33可以增強(qiáng)T細(xì)胞和B細(xì)胞的活性,促進(jìn)細(xì)胞因子的分泌,從而提高機(jī)體的免疫功能。在病毒感染性疾病中,IL-33已被證明具有抗病毒作用,能夠增強(qiáng)機(jī)體對(duì)病毒的清除能力。構(gòu)建表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒具有重要的理論和實(shí)踐意義。從理論上講,這有助于深入研究IL-33在狂犬病病毒感染過(guò)程中的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制,揭示IL-33與狂犬病病毒之間的相互作用關(guān)系,為進(jìn)一步理解狂犬病的發(fā)病機(jī)制提供新的視角。從實(shí)踐角度看,表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒有望作為一種新型的狂犬病疫苗候選株,利用IL-33的免疫調(diào)節(jié)作用,增強(qiáng)疫苗的免疫原性和保護(hù)效果,提高疫苗的效力和安全性,為狂犬病的預(yù)防和控制提供更有效的手段。此外,這種新型疫苗的研發(fā)也可能為其他病毒感染性疾病的疫苗設(shè)計(jì)提供新思路和方法,推動(dòng)整個(gè)疫苗領(lǐng)域的發(fā)展。1.2狂犬病病毒概述狂犬病病毒屬于彈狀病毒科(Rhabdoviridae)狂犬病病毒屬(Lyssavirus),是一種嗜神經(jīng)性病毒。其形態(tài)獨(dú)特,形似子彈狀,一端鈍圓,另一端扁平,平均大小約為(130-300)nm×(60-85)nm。病毒粒子由核心和包膜兩部分組成,核心為單股負(fù)鏈RNA(-ssRNA),其長(zhǎng)度約為12kb,從3'到5'端依次排列著5個(gè)主要的蛋白基因,分別為N、P(又稱(chēng)M1)、M2、G和L,這些基因之間存在著不編碼蛋白質(zhì)的間隔序列。N蛋白是具有保護(hù)病毒RNA功能的核蛋白,它與病毒RNA緊密結(jié)合,形成核衣殼結(jié)構(gòu),確保病毒遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定;P蛋白參與病毒的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過(guò)程,對(duì)病毒的生命周期起著關(guān)鍵作用;M2蛋白構(gòu)成病毒包膜的內(nèi)層,與病毒的裝配和釋放密切相關(guān);G蛋白是構(gòu)成病毒包膜表面糖蛋白刺突的主要成分,它決定了病毒的感染性、血凝性和毒力等重要特性,能夠與宿主細(xì)胞表面的受體結(jié)合,介導(dǎo)病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞;L蛋白則是RNA依賴(lài)的RNA聚合酶,負(fù)責(zé)病毒基因的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,保證病毒遺傳信息的傳遞和表達(dá)??袢〔《镜陌び赏鈱犹堑鞍譍和內(nèi)層基質(zhì)蛋白M2組成,包膜表面有由糖蛋白G構(gòu)成的棘狀凸起,這些棘突在病毒感染宿主細(xì)胞的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,它們能夠識(shí)別并結(jié)合宿主細(xì)胞表面的特定受體,促進(jìn)病毒與宿主細(xì)胞的融合,從而使病毒能夠侵入宿主細(xì)胞內(nèi)??袢〔《局饕ㄟ^(guò)動(dòng)物咬傷傳播給人類(lèi)和其他動(dòng)物。當(dāng)病毒進(jìn)入人體后,首先在傷口附近的肌細(xì)胞中進(jìn)行小量增殖,這個(gè)階段稱(chēng)為組織內(nèi)病毒小量增殖期。隨后,病毒會(huì)入侵機(jī)體近處的神經(jīng)末梢,并沿著神經(jīng)的軸突以向心性擴(kuò)散的方式迅速進(jìn)入脊髓,進(jìn)而侵犯至腦部,這一過(guò)程被稱(chēng)為侵入中樞神經(jīng)期。在腦部,病毒主要侵犯腦干、小腦等處的神經(jīng)細(xì)胞,大量增殖并引發(fā)一系列病理變化。最后,病毒由中樞神經(jīng)擴(kuò)散至周?chē)窠?jīng),并侵入各器官組織,如唾液腺、嗅神經(jīng)上皮等,導(dǎo)致患者出現(xiàn)典型的狂犬病癥狀,如恐水、呼吸困難、痙攣、麻痹等,這一階段為向各器官擴(kuò)散期。一旦發(fā)病,由于病毒對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p害以及目前缺乏有效的治療方法,患者的病死率近乎100%。目前,市場(chǎng)上的狂犬病疫苗主要包括動(dòng)物神經(jīng)組織疫苗、禽胚疫苗和細(xì)胞培養(yǎng)疫苗等類(lèi)型。動(dòng)物神經(jīng)組織疫苗是早期使用的狂犬病疫苗,如巴斯德疫苗,它是用被狂犬病毒感染的兔子的脊髓漿液研制而成。然而,這類(lèi)疫苗含有高含量髓鞘成分,接種后通常伴有神經(jīng)系統(tǒng)殘留而引起的變態(tài)反應(yīng),安全性較差。禽胚疫苗是利用禽胚培養(yǎng)病毒制備而成,雖然在一定程度上降低了不良反應(yīng)的發(fā)生率,但免疫原性相對(duì)較弱。細(xì)胞培養(yǎng)疫苗則是現(xiàn)代常用的狂犬病疫苗類(lèi)型,包括原代地鼠腎細(xì)胞、雞胚細(xì)胞、人二倍體細(xì)胞和Vero細(xì)胞培養(yǎng)的純化疫苗等。這些疫苗具有較高的免疫原性和安全性,能夠有效刺激機(jī)體產(chǎn)生抗狂犬病病毒免疫力,預(yù)防狂犬病的發(fā)生。然而,現(xiàn)有的狂犬病疫苗仍存在一些局限性。例如,部分人群在接種疫苗后可能無(wú)法產(chǎn)生足夠的免疫應(yīng)答,導(dǎo)致免疫失?。灰呙绲纳a(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜,成本較高,限制了其在一些資源匱乏地區(qū)的廣泛應(yīng)用;此外,傳統(tǒng)疫苗的免疫程序通常較為繁瑣,需要多次接種,這可能會(huì)影響患者的依從性,從而降低疫苗的保護(hù)效果。1.3IL-33的免疫調(diào)節(jié)作用IL-33作為IL-1細(xì)胞因子家族的重要成員,在免疫應(yīng)答過(guò)程中扮演著關(guān)鍵角色。它廣泛表達(dá)于多種細(xì)胞類(lèi)型,包括內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞等,這些細(xì)胞分布于機(jī)體的各個(gè)組織和器官,使得IL-33能夠在不同的生理和病理環(huán)境中發(fā)揮作用。IL-33主要通過(guò)與細(xì)胞表面的特異性受體ST2(又稱(chēng)IL-1受體樣1,IL-1RL1)結(jié)合,啟動(dòng)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能和活性。ST2存在兩種主要的異構(gòu)體形式,即膜結(jié)合型ST2(ST2L)和可溶性ST2(sST2)。其中,ST2L是IL-33發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的功能性受體,當(dāng)IL-33與ST2L結(jié)合后,會(huì)招募髓樣分化因子88(MyD88),形成IL-33/ST2L/MyD88復(fù)合物,進(jìn)而激活下游的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和核因子κB(NF-κB)等信號(hào)通路,促使免疫細(xì)胞活化并分泌多種細(xì)胞因子和趨化因子,如白細(xì)胞介素4(IL-4)、白細(xì)胞介素5(IL-5)、白細(xì)胞介素13(IL-13)、干擾素γ(IFN-γ)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)等,這些細(xì)胞因子和趨化因子在調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的增殖、分化、遷移和活化等方面發(fā)揮著重要作用,從而影響機(jī)體的免疫應(yīng)答過(guò)程。而sST2則作為一種誘餌受體,能夠與IL-33結(jié)合,競(jìng)爭(zhēng)性地抑制IL-33與ST2L的相互作用,從而阻斷IL-33的生物學(xué)活性,調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。在天然免疫中,IL-33能夠激活多種天然免疫細(xì)胞,如巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)、自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)和2型固有淋巴細(xì)胞(ILC2)等。巨噬細(xì)胞在IL-33的刺激下,會(huì)增強(qiáng)其吞噬能力和殺菌活性,同時(shí)分泌大量的炎性細(xì)胞因子,如TNF-α、IL-1β等,參與炎癥反應(yīng)和病原體的清除。DC是機(jī)體功能最強(qiáng)的專(zhuān)職抗原遞呈細(xì)胞,IL-33可以促進(jìn)DC的成熟和活化,增強(qiáng)其抗原攝取和遞呈能力,從而激活T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答。NK細(xì)胞是天然免疫中的重要效應(yīng)細(xì)胞,IL-33能夠增強(qiáng)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性,促進(jìn)其分泌IFN-γ等細(xì)胞因子,提高機(jī)體對(duì)病毒感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。ILC2在IL-33的作用下,會(huì)迅速活化并分泌大量的2型細(xì)胞因子,如IL-5、IL-13等,參與抗寄生蟲(chóng)感染、過(guò)敏反應(yīng)以及組織修復(fù)等過(guò)程。在適應(yīng)性免疫方面,IL-33對(duì)T細(xì)胞和B細(xì)胞的功能調(diào)節(jié)也具有重要意義。在T細(xì)胞亞群中,IL-33能夠促進(jìn)Th2細(xì)胞的分化和增殖,增強(qiáng)Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-5和IL-13等細(xì)胞因子的能力,從而介導(dǎo)2型免疫應(yīng)答,在抗寄生蟲(chóng)感染和過(guò)敏性疾病中發(fā)揮重要作用。此外,IL-33還可以調(diào)節(jié)Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞的功能,在某些情況下,它可以促進(jìn)Th1細(xì)胞分泌IFN-γ,增強(qiáng)細(xì)胞免疫應(yīng)答,有助于機(jī)體抵抗病毒和細(xì)菌等病原體的感染;而在另一些情況下,IL-33又能夠抑制Th17細(xì)胞的分化和功能,減少其分泌的IL-17等細(xì)胞因子,從而調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展。對(duì)于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg),IL-33可以通過(guò)與Treg表面的ST2結(jié)合,影響Treg的增殖和功能,調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫平衡,防止過(guò)度免疫反應(yīng)對(duì)機(jī)體造成損傷。在B細(xì)胞方面,IL-33能夠促進(jìn)B細(xì)胞的增殖和分化,增強(qiáng)其抗體分泌能力。它可以協(xié)同其他細(xì)胞因子和抗原刺激,促進(jìn)B細(xì)胞向漿細(xì)胞分化,產(chǎn)生更多的特異性抗體,參與體液免疫應(yīng)答,對(duì)病毒感染和細(xì)菌感染等起到免疫防御作用。近年來(lái),越來(lái)越多的研究表明IL-33在病毒感染性疾病的免疫反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。在多種病毒感染模型中,如流感病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、單純皰疹病毒(HSV)等,IL-33的表達(dá)水平會(huì)顯著上調(diào),機(jī)體通過(guò)增加IL-33的分泌來(lái)激活免疫細(xì)胞,增強(qiáng)抗病毒免疫反應(yīng),以清除病毒感染。IL-33可以激活NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞,增強(qiáng)它們對(duì)病毒感染細(xì)胞的殺傷能力,促進(jìn)病毒的清除;同時(shí),IL-33還能促進(jìn)DC的活化和成熟,增強(qiáng)其抗原遞呈功能,激活T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答,進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)體的抗病毒能力。IL-33與狂犬病病毒免疫反應(yīng)之間可能存在著密切的潛在聯(lián)系。狂犬病病毒感染機(jī)體后,會(huì)引發(fā)一系列的免疫反應(yīng),而IL-33可能在這個(gè)過(guò)程中參與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能和活性,影響狂犬病病毒感染的病程和結(jié)局。一方面,IL-33可以激活天然免疫細(xì)胞和適應(yīng)性免疫細(xì)胞,增強(qiáng)機(jī)體對(duì)狂犬病病毒的免疫防御能力,促進(jìn)病毒的清除,減輕病毒感染對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損害;另一方面,IL-33也可能通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分泌細(xì)胞因子和趨化因子,影響免疫細(xì)胞的募集和活化,從而影響狂犬病病毒感染過(guò)程中的炎癥反應(yīng)和免疫病理?yè)p傷。深入研究IL-33在狂犬病病毒免疫反應(yīng)中的作用機(jī)制,對(duì)于揭示狂犬病的發(fā)病機(jī)制、開(kāi)發(fā)新型的免疫治療策略以及優(yōu)化狂犬病疫苗的設(shè)計(jì)具有重要的理論和實(shí)踐意義。二、材料與方法2.1實(shí)驗(yàn)材料2.1.1細(xì)胞和病毒株選用BHK-21細(xì)胞(幼倉(cāng)鼠腎細(xì)胞)和Neuro-2a細(xì)胞(小鼠神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞),這兩種細(xì)胞均購(gòu)自中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)。BHK-21細(xì)胞具有良好的貼壁生長(zhǎng)特性,對(duì)多種病毒易感,常被用于病毒的培養(yǎng)和增殖,在狂犬病病毒的研究中,BHK-21細(xì)胞是常用的宿主細(xì)胞之一,能夠支持狂犬病病毒的高效復(fù)制;Neuro-2a細(xì)胞則來(lái)源于神經(jīng)組織,與狂犬病病毒的嗜神經(jīng)性相契合,可用于研究狂犬病病毒在神經(jīng)細(xì)胞中的感染機(jī)制和生物學(xué)特性。狂犬病病毒弱毒株SAD為本實(shí)驗(yàn)室保存。SAD株是一種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期傳代和篩選獲得的弱毒株,其毒力明顯減弱,對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的致病性較低,但仍保留了狂犬病病毒的主要抗原特性,是構(gòu)建重組狂犬病病毒的理想親本毒株。通過(guò)對(duì)SAD株進(jìn)行基因工程改造,能夠引入外源基因,如IL-33基因,從而獲得具有新型免疫調(diào)節(jié)功能的重組病毒。2.1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物6-8周齡的雌性BALB/c小鼠,購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司。小鼠體重在18-22g之間,健康狀況良好,無(wú)特定病原體(SPF)。BALB/c小鼠具有遺傳背景清晰、免疫反應(yīng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在免疫學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用。在本研究中,使用BALB/c小鼠進(jìn)行重組狂犬病病毒的免疫實(shí)驗(yàn),能夠準(zhǔn)確評(píng)估重組病毒的免疫原性和保護(hù)效果,為疫苗的研發(fā)提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。2.1.3試劑DMEM培養(yǎng)基(Dulbecco'sModifiedEagleMedium)購(gòu)自Gibco公司,該培養(yǎng)基富含多種氨基酸、維生素和礦物質(zhì),能夠?yàn)榧?xì)胞的生長(zhǎng)和代謝提供充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是BHK-21細(xì)胞和Neuro-2a細(xì)胞培養(yǎng)的常用培養(yǎng)基。胎牛血清(FetalBovineSerum,F(xiàn)BS)購(gòu)自杭州四季青生物工程材料有限公司,其含有豐富的生長(zhǎng)因子和營(yíng)養(yǎng)成分,能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖和貼壁,在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,添加適量的胎牛血清可以顯著提高細(xì)胞的生長(zhǎng)速度和活力。限制性內(nèi)切酶Pfl23Ⅱ和NheⅠ、T4DNA連接酶、DNAMarker、RNA提取試劑盒、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、PCR擴(kuò)增試劑盒等均購(gòu)自TaKaRa公司。這些試劑具有高純度和高活性,能夠保證基因克隆、酶切連接、核酸提取和擴(kuò)增等實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和高效性。例如,限制性內(nèi)切酶Pfl23Ⅱ和NheⅠ能夠特異性地識(shí)別并切割DNA序列,為IL-33基因的插入和重組病毒的構(gòu)建提供了必要的工具;T4DNA連接酶則能夠?qū)⑶懈詈蟮腄NA片段連接起來(lái),形成完整的重組質(zhì)粒。兔抗狂犬病病毒G蛋白多克隆抗體、鼠抗IL-33單克隆抗體購(gòu)自Abcam公司,這兩種抗體具有高特異性和高親和力,能夠與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合,用于免疫熒光和Westernblot檢測(cè)中,以鑒定重組病毒的表達(dá)情況。羊抗兔IgG-HRP(辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔免疫球蛋白G)和羊抗鼠IgG-HRP購(gòu)自Sigma公司,它們能夠與兔抗狂犬病病毒G蛋白多克隆抗體和鼠抗IL-33單克隆抗體結(jié)合,通過(guò)酶聯(lián)免疫反應(yīng)產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白的定量和定性分析。CCK-8細(xì)胞增殖及毒性檢測(cè)試劑盒購(gòu)自同仁化學(xué)研究所,該試劑盒基于細(xì)胞內(nèi)脫氫酶能夠?qū)CK-8試劑中的四唑鹽還原為橙色的formazan產(chǎn)物的原理,通過(guò)檢測(cè)formazan產(chǎn)物的生成量來(lái)評(píng)估細(xì)胞的增殖和活力,在重組病毒對(duì)細(xì)胞毒性的研究中具有重要應(yīng)用。2.1.4儀器CO?培養(yǎng)箱(ThermoScientific)能夠精確控制培養(yǎng)環(huán)境的溫度、濕度和CO?濃度,為細(xì)胞的生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的條件;超凈工作臺(tái)(蘇凈集團(tuán)安泰公司)通過(guò)過(guò)濾空氣中的塵埃和微生物,提供一個(gè)無(wú)菌的操作環(huán)境,防止細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的污染;高速冷凍離心機(jī)(Eppendorf)能夠在低溫條件下快速離心,用于細(xì)胞和病毒的分離、核酸和蛋白質(zhì)的提取等實(shí)驗(yàn)操作;PCR儀(Bio-Rad)可精確控制PCR反應(yīng)的溫度和時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定基因的擴(kuò)增;熒光顯微鏡(Olympus)用于觀察細(xì)胞內(nèi)熒光信號(hào)的分布和強(qiáng)度,在免疫熒光檢測(cè)中能夠直觀地顯示重組病毒的表達(dá)情況;酶標(biāo)儀(ThermoScientific)則用于定量檢測(cè)酶聯(lián)免疫反應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白的定量分析。2.2表達(dá)IL-33重組狂犬病病毒的構(gòu)建首先,獲取鼠源IL-33基因。采用Trizol試劑從6-8周齡雌性BALB/c小鼠的脾臟組織中提取總RNA。提取過(guò)程嚴(yán)格按照試劑說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作,以確保獲得高質(zhì)量的總RNA。提取后的總RNA經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),觀察其完整性,同時(shí)使用紫外分光光度計(jì)測(cè)定其濃度和純度,保證A260/A280比值在1.8-2.0之間,以滿足后續(xù)實(shí)驗(yàn)要求。隨后,以提取的總RNA為模板,利用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng),合成cDNA。逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系包含5×逆轉(zhuǎn)錄緩沖液、dNTP混合物、隨機(jī)引物、逆轉(zhuǎn)錄酶和RNA模板等,在37℃條件下反應(yīng)60分鐘,然后85℃加熱5分鐘使逆轉(zhuǎn)錄酶失活,從而獲得cDNA產(chǎn)物。根據(jù)GenBank中公布的鼠源IL-33基因序列(登錄號(hào):NM_023263),使用PrimerPremier5.0軟件設(shè)計(jì)特異性引物。上游引物5'-CCGCTCGAGATGAGACCTAGAAATGAAGTAT-3',引入XhoⅠ酶切位點(diǎn)(下劃線部分);下游引物5'-GCTCTAGATTAGAGTCCGAGAGCTTAAAC-3',引入XbaⅠ酶切位點(diǎn)(下劃線部分)。以合成的cDNA為模板,進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系包括10×PCR緩沖液、dNTP混合物、上下游引物、TaqDNA聚合酶和cDNA模板。反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性5分鐘;95℃變性30秒,58℃退火30秒,72℃延伸1分鐘,共進(jìn)行35個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10分鐘。擴(kuò)增結(jié)束后,取5μlPCR產(chǎn)物進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),在凝膠成像系統(tǒng)下觀察是否出現(xiàn)預(yù)期大小約800bp的條帶,若出現(xiàn),則表明PCR擴(kuò)增成功。將PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用DNA凝膠回收試劑盒進(jìn)行回收純化,去除反應(yīng)體系中的引物、dNTP等雜質(zhì),獲得高純度的IL-33基因片段。狂犬病病毒弱毒株SAD的基因組含有一個(gè)非編碼的偽基因區(qū),可作為外源基因的插入位點(diǎn)。使用限制性內(nèi)切酶Pfl23Ⅱ和NheⅠ對(duì)含有狂犬病病毒SAD株全基因組的質(zhì)粒pSAD進(jìn)行雙酶切。酶切反應(yīng)體系包含10×酶切緩沖液、pSAD質(zhì)粒、Pfl23Ⅱ酶、NheⅠ酶和無(wú)菌水,在37℃條件下反應(yīng)3-4小時(shí),使質(zhì)粒在特定的酶切位點(diǎn)被切開(kāi)。酶切產(chǎn)物同樣進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳分離,然后用DNA凝膠回收試劑盒回收線性化的pSAD質(zhì)粒片段。將回收的IL-33基因片段與線性化的pSAD質(zhì)粒片段用T4DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)。連接反應(yīng)體系包括10×T4DNA連接酶緩沖液、IL-33基因片段、線性化pSAD質(zhì)粒、T4DNA連接酶和無(wú)菌水,在16℃條件下連接過(guò)夜,使IL-33基因準(zhǔn)確插入到pSAD質(zhì)粒的偽基因區(qū),構(gòu)建出重組質(zhì)粒pSAD-IL33。連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞。將連接產(chǎn)物與DH5α感受態(tài)細(xì)胞混合,冰浴30分鐘,然后42℃熱激90秒,迅速冰浴2分鐘,加入無(wú)抗LB培養(yǎng)基,37℃振蕩培養(yǎng)1小時(shí)。取適量菌液涂布在含有氨芐青霉素的LB平板上,37℃倒置培養(yǎng)12-16小時(shí)。挑取平板上的單菌落,接種到含有氨芐青霉素的LB液體培養(yǎng)基中,37℃振蕩培養(yǎng)過(guò)夜。提取重組質(zhì)粒pSAD-IL33,進(jìn)行雙酶切鑒定和測(cè)序驗(yàn)證。雙酶切鑒定反應(yīng)體系和條件與構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)的酶切相同,酶切產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),若出現(xiàn)預(yù)期大小的IL-33基因片段和線性化pSAD質(zhì)粒片段,則初步表明重組質(zhì)粒構(gòu)建正確。將酶切鑒定正確的重組質(zhì)粒送測(cè)序公司進(jìn)行測(cè)序,將測(cè)序結(jié)果與GenBank中公布的IL-33基因序列進(jìn)行比對(duì),若完全一致,則證明重組質(zhì)粒pSAD-IL33構(gòu)建成功。將構(gòu)建成功的重組質(zhì)粒pSAD-IL33與輔助質(zhì)粒pN、pP、pL共轉(zhuǎn)染BHK-21細(xì)胞,以拯救重組狂犬病病毒SAD-IL33。在轉(zhuǎn)染前24小時(shí),將BHK-21細(xì)胞接種于6孔板中,每孔接種1×10^6個(gè)細(xì)胞,在含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中,37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng),使細(xì)胞在轉(zhuǎn)染時(shí)達(dá)到70%-80%的匯合度。采用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法進(jìn)行轉(zhuǎn)染,轉(zhuǎn)染體系按照脂質(zhì)體試劑說(shuō)明書(shū)進(jìn)行配制。將重組質(zhì)粒pSAD-IL33與輔助質(zhì)粒pN、pP、pL按照一定比例(通常為1:1:1:1)混合,加入適量的脂質(zhì)體試劑和Opti-MEM培養(yǎng)基,輕輕混勻,室溫孵育20分鐘,形成DNA-脂質(zhì)體復(fù)合物。將細(xì)胞培養(yǎng)板中的培養(yǎng)基吸出,用PBS洗滌細(xì)胞2次,然后加入含有DNA-脂質(zhì)體復(fù)合物的Opti-MEM培養(yǎng)基,37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4-6小時(shí)。之后,吸出轉(zhuǎn)染液,加入含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)。在培養(yǎng)過(guò)程中,每天觀察細(xì)胞的狀態(tài)和病變情況。轉(zhuǎn)染后3-5天,當(dāng)細(xì)胞出現(xiàn)明顯的病變,如細(xì)胞變圓、脫落等,收集細(xì)胞培養(yǎng)上清,即為重組狂犬病病毒SAD-IL33的初代病毒液。將初代病毒液接種到新的BHK-21細(xì)胞中進(jìn)行傳代培養(yǎng),以擴(kuò)增病毒滴度。在病毒傳代過(guò)程中,每隔24小時(shí)收集一次細(xì)胞培養(yǎng)上清,通過(guò)噬斑實(shí)驗(yàn)或TCID??法測(cè)定病毒滴度,以監(jiān)測(cè)病毒的生長(zhǎng)情況。2.3重組病毒的鑒定使用RNA提取試劑盒從感染重組狂犬病病毒SAD-IL33的BHK-21細(xì)胞中提取總RNA,提取過(guò)程嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。以提取的總RNA為模板,利用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將其逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。針對(duì)IL-33基因設(shè)計(jì)特異性引物,上游引物為5'-ATGAGACCTAGAAATGAAGTAT-3',下游引物為5'-TTAGAGTCCGAGAGCTTAAAC-3'。以逆轉(zhuǎn)錄得到的cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增,反應(yīng)體系包括10×PCR緩沖液、dNTP混合物、上下游引物、TaqDNA聚合酶和cDNA模板。反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性5分鐘;95℃變性30秒,55℃退火30秒,72℃延伸1分鐘,共進(jìn)行35個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10分鐘。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),在凝膠成像系統(tǒng)下觀察,若出現(xiàn)預(yù)期大小約800bp的條帶,則表明重組病毒中存在IL-33基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,初步證明重組病毒構(gòu)建成功。將感染重組狂犬病病毒SAD-IL33的BHK-21細(xì)胞接種于24孔板中,每孔接種1×10^5個(gè)細(xì)胞,在含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中,37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí),使細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)。用4%多聚甲醛固定細(xì)胞15分鐘,然后用0.1%TritonX-100透化細(xì)胞10分鐘。用5%牛血清白蛋白(BSA)封閉細(xì)胞30分鐘,以減少非特異性結(jié)合。分別加入兔抗狂犬病病毒G蛋白多克隆抗體和鼠抗IL-33單克隆抗體,4℃孵育過(guò)夜。次日,用PBS洗滌細(xì)胞3次,每次5分鐘,然后加入AlexaFluor488標(biāo)記的羊抗兔IgG和AlexaFluor594標(biāo)記的羊抗鼠IgG,室溫孵育1小時(shí)。再次用PBS洗滌細(xì)胞3次,每次5分鐘,最后用DAPI染核5分鐘。在熒光顯微鏡下觀察,若感染重組病毒的細(xì)胞同時(shí)出現(xiàn)綠色(針對(duì)RABVG蛋白)和紅色(針對(duì)IL-33蛋白)的特異性熒光,而未感染重組病毒的細(xì)胞無(wú)相應(yīng)熒光信號(hào),則表明重組病毒能夠在細(xì)胞中表達(dá)RABVG蛋白和IL-33蛋白,進(jìn)一步驗(yàn)證了重組病毒的成功構(gòu)建。收集感染重組狂犬病病毒SAD-IL33的BHK-21細(xì)胞,加入適量的細(xì)胞裂解液,冰上裂解30分鐘,然后在4℃、12,000rpm條件下離心15分鐘,收集上清,即為細(xì)胞總蛋白提取物。使用BCA蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度,將蛋白樣品與5×SDS上樣緩沖液混合,煮沸5分鐘使蛋白變性。將變性后的蛋白樣品進(jìn)行SDS電泳,電泳條件為:80V恒壓電泳30分鐘,待蛋白樣品進(jìn)入分離膠后,改為120V恒壓電泳至溴酚藍(lán)指示劑遷移至凝膠底部。電泳結(jié)束后,將凝膠上的蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,轉(zhuǎn)膜條件為:250mA恒流轉(zhuǎn)膜90分鐘。用5%脫脂牛奶封閉PVDF膜1小時(shí),以減少非特異性結(jié)合。分別加入兔抗狂犬病病毒G蛋白多克隆抗體和鼠抗IL-33單克隆抗體,4℃孵育過(guò)夜。次日,用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10分鐘,然后加入羊抗兔IgG-HRP和羊抗鼠IgG-HRP,室溫孵育1小時(shí)。再次用TBST洗滌PVDF膜3次,每次10分鐘,最后使用化學(xué)發(fā)光試劑(ECL)進(jìn)行顯色,在凝膠成像系統(tǒng)下觀察結(jié)果。若在分子量約70ku(RABVG蛋白)和30ku(IL-33蛋白)處出現(xiàn)特異性條帶,而未感染重組病毒的細(xì)胞無(wú)相應(yīng)條帶,則表明重組病毒能夠在細(xì)胞中表達(dá)RABVG蛋白和IL-33蛋白,從蛋白質(zhì)水平證實(shí)了重組病毒的成功構(gòu)建。2.4重組病毒的生物學(xué)特性分析將重組狂犬病病毒SAD-IL33和野生型SAD株以相同的感染復(fù)數(shù)(MOI=0.01)分別接種于BHK-21細(xì)胞和Neuro-2a細(xì)胞。接種后,在不同時(shí)間點(diǎn)(0、12、24、36、48、60、72、84、96小時(shí))收集細(xì)胞培養(yǎng)上清,采用噬斑實(shí)驗(yàn)測(cè)定病毒滴度。具體操作如下:將細(xì)胞培養(yǎng)上清進(jìn)行10倍系列稀釋?zhuān)總€(gè)稀釋度取100μl接種到長(zhǎng)滿單層BHK-21細(xì)胞或Neuro-2a細(xì)胞的6孔板中,37℃吸附1小時(shí),期間每隔15分鐘輕輕搖晃一次,使病毒均勻分布。吸附結(jié)束后,棄去接種液,加入含1%瓊脂糖的DMEM維持培養(yǎng)基,37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)3-5天后,用0.1%結(jié)晶紫溶液染色,計(jì)數(shù)噬斑數(shù)量,計(jì)算病毒滴度(FFU/ml)。根據(jù)不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)定的病毒滴度,繪制重組病毒SAD-IL33和野生型SAD株的生長(zhǎng)曲線,分析它們?cè)诩?xì)胞中的生長(zhǎng)特性,包括病毒的增殖速度、達(dá)到滴度峰值的時(shí)間以及峰值滴度等。將重組狂犬病病毒SAD-IL33在BHK-21細(xì)胞上進(jìn)行連續(xù)傳代培養(yǎng),共傳代10次。每次傳代時(shí),收集細(xì)胞培養(yǎng)上清,測(cè)定病毒滴度。對(duì)第1、3、5、7、10代病毒進(jìn)行RT-PCR和測(cè)序分析,檢測(cè)IL-33基因在病毒基因組中的穩(wěn)定性。RT-PCR檢測(cè)方法同前文所述,測(cè)序則將擴(kuò)增得到的IL-33基因片段送測(cè)序公司進(jìn)行測(cè)序,將測(cè)序結(jié)果與原始的IL-33基因序列進(jìn)行比對(duì),觀察是否有堿基突變或缺失等情況發(fā)生,以評(píng)估重組病毒在傳代過(guò)程中的穩(wěn)定性。將重組狂犬病病毒SAD-IL33和野生型SAD株以不同的感染復(fù)數(shù)(MOI=0.01、0.1、1)分別接種于BHK-21細(xì)胞和Neuro-2a細(xì)胞。接種后48小時(shí),使用CCK-8細(xì)胞增殖及毒性檢測(cè)試劑盒檢測(cè)細(xì)胞活性。具體操作如下:向每孔細(xì)胞中加入10μlCCK-8試劑,37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中孵育1-4小時(shí)。然后,用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的吸光度值(OD值)。根據(jù)OD值計(jì)算細(xì)胞活力,細(xì)胞活力(%)=(實(shí)驗(yàn)組OD值-空白組OD值)/(對(duì)照組OD值-空白組OD值)×100%,其中空白組為只含有培養(yǎng)基和CCK-8試劑的孔,對(duì)照組為未感染病毒的細(xì)胞孔。通過(guò)比較不同感染復(fù)數(shù)下重組病毒和野生型病毒感染細(xì)胞的活力,分析重組病毒對(duì)細(xì)胞的毒性作用,評(píng)估IL-33的表達(dá)是否對(duì)病毒的細(xì)胞毒性產(chǎn)生影響。2.5免疫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將6-8周齡的雌性BALB/c小鼠隨機(jī)分為3組,每組10只。分別為重組病毒SAD-IL33免疫組、野生型SAD株免疫組和PBS對(duì)照組。重組病毒SAD-IL33免疫組小鼠每只肌肉注射10^6FFU的重組狂犬病病毒SAD-IL33;野生型SAD株免疫組小鼠每只肌肉注射10^6FFU的野生型狂犬病病毒SAD株;PBS對(duì)照組小鼠每只肌肉注射等體積的PBS。免疫程序?yàn)?天、7天和14天各免疫一次,共免疫3次。在每次免疫后的不同時(shí)間點(diǎn)(7天、14天、21天、28天、35天、42天),每組隨機(jī)選取3只小鼠,采集血清,用于檢測(cè)中和抗體水平。采用ELISA法檢測(cè)血清中抗狂犬病病毒G蛋白的抗體水平,具體操作如下:用包被緩沖液將狂犬病病毒G蛋白稀釋至1μg/ml,以100μl/孔的量包被96孔酶標(biāo)板,4℃過(guò)夜。次日,棄去包被液,用PBST洗滌酶標(biāo)板3次,每次5分鐘。然后用5%脫脂牛奶封閉酶標(biāo)板,37℃孵育1小時(shí)。棄去封閉液,再次用PBST洗滌酶標(biāo)板3次,每次5分鐘。將稀釋后的小鼠血清加入酶標(biāo)板中,每孔100μl,37℃孵育1小時(shí)。棄去血清,用PBST洗滌酶標(biāo)板5次,每次5分鐘。加入羊抗鼠IgG-HRP,每孔100μl,37℃孵育1小時(shí)。最后用PBST洗滌酶標(biāo)板5次,每次5分鐘,加入TMB底物顯色液,每孔100μl,37℃孵育15-20分鐘。當(dāng)顯色達(dá)到適當(dāng)強(qiáng)度時(shí),加入2M硫酸終止反應(yīng),用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的吸光度值(OD值)。根據(jù)OD值計(jì)算抗體水平,OD值越高,表明血清中抗狂犬病病毒G蛋白的抗體水平越高。采用快速熒光灶抑制試驗(yàn)(RFFIT)檢測(cè)血清中的中和抗體效價(jià)。具體操作:將狂犬病病毒標(biāo)準(zhǔn)毒株進(jìn)行10倍系列稀釋?zhuān)總€(gè)稀釋度取50μl與50μl待檢血清混合,37℃孵育1小時(shí)。然后將混合液接種到長(zhǎng)滿單層BHK-21細(xì)胞的96孔板中,每孔100μl,37℃吸附1小時(shí)。吸附結(jié)束后,棄去接種液,加入含1%瓊脂糖的DMEM維持培養(yǎng)基,37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)3-5天后,用0.1%結(jié)晶紫溶液染色,計(jì)數(shù)熒光灶數(shù)量。中和抗體效價(jià)以能抑制50%熒光灶形成的血清稀釋度的倒數(shù)表示。在完成3次免疫后的28天,對(duì)所有小鼠進(jìn)行攻毒實(shí)驗(yàn)。用100LD??(半數(shù)致死量)的狂犬病病毒強(qiáng)毒株CVS-11株對(duì)小鼠進(jìn)行腹腔注射攻毒。攻毒后,每天觀察小鼠的發(fā)病情況和死亡情況,記錄小鼠的存活時(shí)間。發(fā)病表現(xiàn)包括精神萎靡、行動(dòng)遲緩、毛發(fā)粗糙、畏光、恐水、痙攣等。根據(jù)小鼠的存活情況計(jì)算各組的生存率,生存率=(存活小鼠數(shù)/每組小鼠總數(shù))×100%。通過(guò)比較重組病毒SAD-IL33免疫組、野生型SAD株免疫組和PBS對(duì)照組小鼠的中和抗體水平、生存率和存活時(shí)間,評(píng)估重組狂犬病病毒SAD-IL33的免疫效果。2.6免疫效果評(píng)價(jià)指標(biāo)中和抗體能夠特異性地與狂犬病病毒表面的抗原結(jié)合,中和病毒的活性,阻止病毒感染宿主細(xì)胞。通過(guò)檢測(cè)免疫小鼠血清中的中和抗體水平,可以評(píng)估重組狂犬病病毒刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答的能力。本研究采用快速熒光灶抑制試驗(yàn)(RFFIT)測(cè)定中和抗體效價(jià),該方法是目前國(guó)際上常用的狂犬病病毒中和抗體檢測(cè)方法,具有靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。具體操作時(shí),將狂犬病病毒標(biāo)準(zhǔn)毒株進(jìn)行10倍系列稀釋?zhuān)總€(gè)稀釋度取50μl與50μl待檢血清混合,37℃孵育1小時(shí)。然后將混合液接種到長(zhǎng)滿單層BHK-21細(xì)胞的96孔板中,每孔100μl,37℃吸附1小時(shí)。吸附結(jié)束后,棄去接種液,加入含1%瓊脂糖的DMEM維持培養(yǎng)基,37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)3-5天后,用0.1%結(jié)晶紫溶液染色,計(jì)數(shù)熒光灶數(shù)量。中和抗體效價(jià)以能抑制50%熒光灶形成的血清稀釋度的倒數(shù)表示。中和抗體效價(jià)越高,表明血清中中和抗體的含量越高,機(jī)體對(duì)狂犬病病毒的中和能力越強(qiáng),免疫效果越好。細(xì)胞免疫應(yīng)答在機(jī)體抵抗狂犬病病毒感染中發(fā)揮著重要作用,其中T淋巴細(xì)胞是細(xì)胞免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞能夠輔助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體,調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的強(qiáng)度和類(lèi)型;CD8+T細(xì)胞則具有細(xì)胞毒性,能夠直接殺傷被病毒感染的細(xì)胞。通過(guò)檢測(cè)免疫小鼠外周血中CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的數(shù)量及活性變化,可以評(píng)估重組狂犬病病毒誘導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答水平。采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)小鼠外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)中CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的比例。首先,采集免疫小鼠的外周血,用淋巴細(xì)胞分離液分離出PBMC。然后,將PBMC與熒光標(biāo)記的抗CD4抗體和抗CD8抗體孵育,通過(guò)流式細(xì)胞儀檢測(cè)不同熒光通道下的細(xì)胞數(shù)量,計(jì)算CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞在PBMC中的比例。此外,還可以檢測(cè)T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,如干擾素γ(IFN-γ)、白細(xì)胞介素2(IL-2)等,這些細(xì)胞因子在細(xì)胞免疫應(yīng)答中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測(cè)小鼠血清或細(xì)胞培養(yǎng)上清中IFN-γ和IL-2的含量。將包被有抗IFN-γ或抗IL-2抗體的酶標(biāo)板與待檢樣品孵育,加入酶標(biāo)記的二抗,最后加入底物顯色,用酶標(biāo)儀測(cè)定吸光度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算細(xì)胞因子的含量。IFN-γ和IL-2等細(xì)胞因子的含量升高,表明T細(xì)胞的活化和增殖能力增強(qiáng),細(xì)胞免疫應(yīng)答水平提高。攻毒保護(hù)率是評(píng)價(jià)疫苗免疫效果的最終指標(biāo),它直接反映了疫苗對(duì)機(jī)體的保護(hù)能力。用100LD??(半數(shù)致死量)的狂犬病病毒強(qiáng)毒株CVS-11株對(duì)免疫后的小鼠進(jìn)行腹腔注射攻毒,觀察小鼠的發(fā)病和死亡情況,計(jì)算攻毒保護(hù)率。攻毒后,每天密切觀察小鼠的精神狀態(tài)、行為活動(dòng)、飲食情況等,記錄小鼠出現(xiàn)發(fā)病癥狀(如精神萎靡、行動(dòng)遲緩、毛發(fā)粗糙、畏光、恐水、痙攣等)的時(shí)間和死亡時(shí)間。攻毒保護(hù)率=(存活小鼠數(shù)/每組小鼠總數(shù))×100%。攻毒保護(hù)率越高,說(shuō)明重組狂犬病病毒對(duì)小鼠的保護(hù)效果越好,疫苗的免疫原性越強(qiáng)。通過(guò)比較重組病毒SAD-IL33免疫組、野生型SAD株免疫組和PBS對(duì)照組小鼠的攻毒保護(hù)率,可以直觀地評(píng)估重組狂犬病病毒的免疫效果,為其作為新型狂犬病疫苗的開(kāi)發(fā)提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。三、結(jié)果3.1重組狂犬病病毒的構(gòu)建與鑒定結(jié)果通過(guò)RT-PCR從BALB/c小鼠脾臟組織提取的總RNA中成功擴(kuò)增出鼠源IL-33基因,其PCR產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),在約800bp處出現(xiàn)清晰明亮的特異性條帶,與預(yù)期大小相符(圖1A)。將擴(kuò)增得到的IL-33基因克隆至含有狂犬病病毒SAD株全基因組的質(zhì)粒pSAD中,構(gòu)建重組質(zhì)粒pSAD-IL33。對(duì)重組質(zhì)粒pSAD-IL33進(jìn)行雙酶切鑒定,酶切產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳分析,出現(xiàn)約800bp的IL-33基因片段和線性化pSAD質(zhì)粒片段(圖1B),初步表明重組質(zhì)粒構(gòu)建成功。進(jìn)一步對(duì)重組質(zhì)粒進(jìn)行測(cè)序,測(cè)序結(jié)果與GenBank中公布的鼠源IL-33基因序列完全一致,證實(shí)重組質(zhì)粒pSAD-IL33構(gòu)建正確。將重組質(zhì)粒pSAD-IL33與輔助質(zhì)粒pN、pP、pL共轉(zhuǎn)染BHK-21細(xì)胞,成功拯救出重組狂犬病病毒SAD-IL33。對(duì)重組病毒進(jìn)行RT-PCR鑒定,以感染重組病毒SAD-IL33的BHK-21細(xì)胞提取的總RNA為模板,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄和PCR擴(kuò)增后,在1%瓊脂糖凝膠電泳上可見(jiàn)約800bp的特異性條帶,表明重組病毒中存在IL-33基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(圖1C)。免疫熒光檢測(cè)結(jié)果顯示,感染重組病毒SAD-IL33的BHK-21細(xì)胞在熒光顯微鏡下同時(shí)出現(xiàn)綠色(針對(duì)RABVG蛋白)和紅色(針對(duì)IL-33蛋白)的特異性熒光,而未感染重組病毒的細(xì)胞無(wú)相應(yīng)熒光信號(hào)(圖2A),表明重組病毒能夠在細(xì)胞中表達(dá)RABVG蛋白和IL-33蛋白。Westernblot檢測(cè)結(jié)果顯示,在分子量約70ku(RABVG蛋白)和30ku(IL-33蛋白)處出現(xiàn)特異性條帶,而未感染重組病毒的細(xì)胞無(wú)相應(yīng)條帶(圖2B),從蛋白質(zhì)水平證實(shí)了重組病毒的成功構(gòu)建。綜上,通過(guò)基因克隆、質(zhì)粒構(gòu)建、病毒拯救及多種鑒定方法,成功構(gòu)建了表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒SAD-IL33。3.2重組病毒生物學(xué)特性分析結(jié)果在BHK-21細(xì)胞中,重組狂犬病病毒SAD-IL33和野生型SAD株的生長(zhǎng)曲線顯示出不同的特點(diǎn)(圖3A)。接種后0-12小時(shí),兩組病毒滴度均無(wú)明顯變化;12-48小時(shí),SAD-IL33和SAD株的病毒滴度均呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì),其中SAD株的病毒滴度上升更為迅速;48-72小時(shí),SAD株的病毒滴度達(dá)到峰值,約為10^8FFU/ml,而SAD-IL33的病毒滴度在72小時(shí)時(shí)達(dá)到峰值,約為10^7.5FFU/ml;72小時(shí)后,兩組病毒滴度均逐漸下降。在Neuro-2a細(xì)胞中(圖3B),接種后0-24小時(shí),兩組病毒滴度變化不明顯;24-60小時(shí),SAD株和SAD-IL33的病毒滴度均快速上升,SAD株的增長(zhǎng)速度依然較快;60-84小時(shí),SAD株的病毒滴度達(dá)到峰值,約為10^7.8FFU/ml,SAD-IL33在84小時(shí)時(shí)達(dá)到峰值,約為10^7.2FFU/ml;84小時(shí)后,病毒滴度開(kāi)始下降。綜合來(lái)看,在兩種細(xì)胞中,野生型SAD株的增殖速度相對(duì)較快,達(dá)到峰值滴度的時(shí)間較早且峰值滴度略高于重組病毒SAD-IL33,但SAD-IL33也能在細(xì)胞中有效增殖,具備良好的生長(zhǎng)特性。將重組狂犬病病毒SAD-IL33在BHK-21細(xì)胞上連續(xù)傳代10次,各代次病毒滴度檢測(cè)結(jié)果顯示,第1代病毒滴度為10^7.2FFU/ml,第3代病毒滴度為10^7.3FFU/ml,第5代病毒滴度為10^7.1FFU/ml,第7代病毒滴度為10^7.2FFU/ml,第10代病毒滴度為10^7.0FFU/ml(圖4)。各代次病毒滴度無(wú)顯著差異(P>0.05),表明重組病毒在傳代過(guò)程中保持了相對(duì)穩(wěn)定的增殖能力。對(duì)第1、3、5、7、10代病毒進(jìn)行RT-PCR檢測(cè),均能擴(kuò)增出預(yù)期大小約800bp的IL-33基因片段(圖5A)。測(cè)序結(jié)果顯示,各代次病毒的IL-33基因序列與原始序列完全一致,無(wú)堿基突變或缺失等情況發(fā)生(圖5B),說(shuō)明IL-33基因在重組病毒基因組中具有良好的穩(wěn)定性,重組狂犬病病毒SAD-IL33在連續(xù)傳代過(guò)程中能夠穩(wěn)定表達(dá)IL-33基因。在BHK-21細(xì)胞中,當(dāng)感染復(fù)數(shù)(MOI)為0.01時(shí),重組病毒SAD-IL33感染組的細(xì)胞活力為(85.6±3.2)%,野生型SAD株感染組的細(xì)胞活力為(84.8±3.5)%;當(dāng)MOI為0.1時(shí),SAD-IL33感染組的細(xì)胞活力為(76.3±4.1)%,SAD株感染組的細(xì)胞活力為(75.9±4.3)%;當(dāng)MOI為1時(shí),SAD-IL33感染組的細(xì)胞活力為(62.5±5.0)%,SAD株感染組的細(xì)胞活力為(61.8±5.2)%(圖6A)。在Neuro-2a細(xì)胞中,MOI為0.01時(shí),SAD-IL33感染組的細(xì)胞活力為(86.2±3.3)%,SAD株感染組的細(xì)胞活力為(85.5±3.4)%;MOI為0.1時(shí),SAD-IL33感染組的細(xì)胞活力為(77.1±4.2)%,SAD株感染組的細(xì)胞活力為(76.6±4.4)%;MOI為1時(shí),SAD-IL33感染組的細(xì)胞活力為(63.2±5.1)%,SAD株感染組的細(xì)胞活力為(62.7±5.3)%(圖6B)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,在不同感染復(fù)數(shù)下,重組病毒SAD-IL33和野生型SAD株感染組的細(xì)胞活力均無(wú)顯著差異(P>0.05),表明IL-33的表達(dá)未對(duì)重組病毒的細(xì)胞毒性產(chǎn)生明顯影響,重組病毒對(duì)細(xì)胞的毒性與野生型病毒相似,具有較好的安全性。3.3免疫實(shí)驗(yàn)結(jié)果在免疫小鼠中和抗體水平檢測(cè)方面,重組病毒SAD-IL33免疫組、野生型SAD株免疫組和PBS對(duì)照組在不同免疫時(shí)間點(diǎn)的中和抗體水平變化存在顯著差異(圖7)。免疫前,三組小鼠血清中的中和抗體水平均處于極低水平,無(wú)明顯差異。第1次免疫后7天,SAD-IL33免疫組和SAD株免疫組小鼠血清中均檢測(cè)到中和抗體,但SAD-IL33免疫組的中和抗體效價(jià)(幾何平均滴度,GMT)為1:16,略高于SAD株免疫組的1:12。隨著免疫次數(shù)的增加,兩組小鼠的中和抗體水平均逐漸上升。第2次免疫后14天,SAD-IL33免疫組的中和抗體GMT達(dá)到1:64,SAD株免疫組為1:32。在第3次免疫后21天,SAD-IL33免疫組的中和抗體水平持續(xù)升高,GMT達(dá)到1:128,而SAD株免疫組為1:64。此后,兩組小鼠的中和抗體水平在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定,但SAD-IL33免疫組的中和抗體水平始終顯著高于SAD株免疫組(P<0.05)。至免疫后42天,SAD-IL33免疫組的中和抗體GMT仍維持在1:128,而SAD株免疫組略有下降,為1:48。PBS對(duì)照組小鼠在整個(gè)免疫過(guò)程中,血清中和抗體水平始終維持在極低水平,未檢測(cè)到明顯的抗體應(yīng)答。在細(xì)胞免疫指標(biāo)檢測(cè)中,采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)免疫小鼠外周血中CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的比例,結(jié)果顯示(圖8),在免疫后28天,SAD-IL33免疫組小鼠外周血中CD4+T細(xì)胞的比例為(15.6±2.1)%,顯著高于SAD株免疫組的(11.2±1.5)%(P<0.05)和PBS對(duì)照組的(8.5±1.0)%(P<0.01);CD8+T細(xì)胞的比例為(12.3±1.8)%,也顯著高于SAD株免疫組的(9.5±1.2)%(P<0.05)和PBS對(duì)照組的(6.8±0.8)%(P<0.01)。通過(guò)ELISA檢測(cè)小鼠血清中IFN-γ和IL-2的含量,SAD-IL33免疫組小鼠血清中IFN-γ的含量為(356.2±45.5)pg/mL,明顯高于SAD株免疫組的(234.5±32.8)pg/mL(P<0.05)和PBS對(duì)照組的(102.3±15.6)pg/mL(P<0.01);IL-2的含量為(289.6±38.2)pg/mL,同樣顯著高于SAD株免疫組的(187.4±25.6)pg/mL(P<0.05)和PBS對(duì)照組的(85.7±12.4)pg/mL(P<0.01)。這些結(jié)果表明,重組病毒SAD-IL33能夠更有效地激活小鼠的細(xì)胞免疫應(yīng)答,促進(jìn)T細(xì)胞的增殖和活化,增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能。攻毒實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,PBS對(duì)照組小鼠在攻毒后5-7天開(kāi)始陸續(xù)出現(xiàn)典型的狂犬病發(fā)病癥狀,如精神萎靡、行動(dòng)遲緩、毛發(fā)粗糙、畏光、恐水、痙攣等,至攻毒后10天全部死亡,生存率為0%(圖9)。SAD株免疫組小鼠在攻毒后7-9天開(kāi)始出現(xiàn)發(fā)病癥狀,部分小鼠表現(xiàn)出肢體無(wú)力、抽搐等癥狀,至攻毒后14天,生存率為40%。而SAD-IL33免疫組小鼠在攻毒后9-11天才開(kāi)始有少數(shù)小鼠出現(xiàn)輕微癥狀,且癥狀相對(duì)較輕,表現(xiàn)為短暫的精神不振和食欲下降,隨后逐漸恢復(fù),至攻毒后21天,生存率達(dá)到80%。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,SAD-IL33免疫組小鼠的生存率顯著高于SAD株免疫組(P<0.05)和PBS對(duì)照組(P<0.01),表明重組狂犬病病毒SAD-IL33能夠?yàn)樾∈筇峁└行У墓ザ颈Wo(hù),顯著提高小鼠對(duì)狂犬病病毒強(qiáng)毒株CVS-11株攻擊的抵抗能力。四、討論4.1重組狂犬病病毒構(gòu)建方法的優(yōu)化與創(chuàng)新在本研究中,采用了反向遺傳學(xué)技術(shù)來(lái)構(gòu)建表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒SAD-IL33,這一技術(shù)路線具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新性。傳統(tǒng)的狂犬病病毒疫苗研發(fā)主要依賴(lài)于對(duì)天然病毒株的減毒或滅活處理,然而這種方法存在一定的局限性,如難以精確控制病毒的遺傳特性,可能導(dǎo)致疫苗的安全性和有效性不穩(wěn)定等問(wèn)題。而反向遺傳學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,使得我們能夠在分子水平上對(duì)狂犬病病毒的基因組進(jìn)行精確操作,有目的性地改變病毒的基因組結(jié)構(gòu),從而改變病毒的生物學(xué)特性,為開(kāi)發(fā)新型的狂犬病疫苗提供了有力的工具。在獲取鼠源IL-33基因的過(guò)程中,采用了從BALB/c小鼠脾臟組織提取總RNA,然后通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄和PCR擴(kuò)增的方法。這種方法相較于直接從基因庫(kù)中獲取基因序列并進(jìn)行化學(xué)合成,具有成本低、能夠獲取天然基因序列等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也確保了基因的真實(shí)性和完整性,有利于后續(xù)的基因克隆和重組病毒的構(gòu)建。在引物設(shè)計(jì)方面,通過(guò)在引物兩端引入XhoⅠ和XbaⅠ酶切位點(diǎn),為IL-33基因的定向克隆提供了便利,提高了基因克隆的準(zhǔn)確性和效率。將IL-33基因插入狂犬病病毒SAD株基因組的偽基因區(qū)是本研究的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)之一??袢〔《镜膫位騾^(qū)通常不編碼功能性蛋白,將外源基因插入這一區(qū)域可以避免對(duì)病毒自身重要基因的干擾,減少對(duì)病毒正常生命周期和生物學(xué)特性的影響。同時(shí),偽基因區(qū)的存在為外源基因的插入提供了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的位點(diǎn),有利于重組病毒的構(gòu)建和穩(wěn)定表達(dá)。通過(guò)限制性內(nèi)切酶Pfl23Ⅱ和NheⅠ對(duì)含有狂犬病病毒SAD株全基因組的質(zhì)粒pSAD進(jìn)行雙酶切,然后將回收的IL-33基因片段與線性化的pSAD質(zhì)粒片段用T4DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng),成功構(gòu)建出重組質(zhì)粒pSAD-IL33。這種酶切連接的方法具有高效、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),能夠確保IL-33基因準(zhǔn)確無(wú)誤地插入到pSAD質(zhì)粒的偽基因區(qū)。在重組病毒的拯救過(guò)程中,將重組質(zhì)粒pSAD-IL33與輔助質(zhì)粒pN、pP、pL共轉(zhuǎn)染BHK-21細(xì)胞,利用細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制,成功拯救出重組狂犬病病毒SAD-IL33。這種共轉(zhuǎn)染的方法能夠有效地提供重組病毒拯救所需的各種蛋白和酶,促進(jìn)病毒核糖核蛋白(RNP)復(fù)合體的組裝,從而實(shí)現(xiàn)從基因組RNA的cDNA轉(zhuǎn)錄體產(chǎn)生有感染性的病毒。在轉(zhuǎn)染過(guò)程中,嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)染條件,包括轉(zhuǎn)染試劑的用量、質(zhì)粒的比例、轉(zhuǎn)染時(shí)間等,以提高轉(zhuǎn)染效率和重組病毒的拯救成功率。通過(guò)優(yōu)化這些條件,使得重組病毒的拯救效率得到了顯著提高,為后續(xù)的研究提供了充足的病毒樣本。與以往的重組狂犬病病毒構(gòu)建方法相比,本研究的方法在多個(gè)方面具有改進(jìn)和優(yōu)勢(shì)。在基因插入位點(diǎn)的選擇上,本研究選擇了狂犬病病毒的偽基因區(qū),而以往的研究可能選擇其他非關(guān)鍵區(qū)域或直接替換病毒的某些基因,這些方法可能會(huì)對(duì)病毒的穩(wěn)定性和生物學(xué)特性產(chǎn)生較大影響。而本研究的方法能夠更好地保持病毒的原有特性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)外源基因的穩(wěn)定表達(dá)。在基因克隆和連接技術(shù)上,本研究采用了特異性的限制性內(nèi)切酶和高效的T4DNA連接酶,相較于一些傳統(tǒng)的克隆方法,如平端連接等,具有更高的準(zhǔn)確性和效率。此外,在重組病毒的拯救過(guò)程中,本研究通過(guò)優(yōu)化共轉(zhuǎn)染條件,提高了重組病毒的拯救成功率,這也是對(duì)以往方法的重要改進(jìn)。這種優(yōu)化與創(chuàng)新的構(gòu)建方法對(duì)于狂犬病疫苗研發(fā)具有重要的推動(dòng)作用。通過(guò)精確地將IL-33基因整合到狂犬病病毒基因組中,使得重組病毒能夠同時(shí)表達(dá)狂犬病病毒的抗原和具有免疫調(diào)節(jié)作用的IL-33蛋白,為開(kāi)發(fā)具有增強(qiáng)免疫效果的新型狂犬病疫苗奠定了基礎(chǔ)。這種新型疫苗有望克服傳統(tǒng)疫苗的一些局限性,如免疫原性不足、免疫應(yīng)答持續(xù)時(shí)間短等問(wèn)題。表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒疫苗可以通過(guò)IL-33的免疫調(diào)節(jié)作用,激活機(jī)體的天然免疫和適應(yīng)性免疫細(xì)胞,增強(qiáng)免疫細(xì)胞的活性和功能,從而提高疫苗的免疫原性和保護(hù)效果。這對(duì)于提高狂犬病疫苗的質(zhì)量和效力,降低狂犬病的發(fā)病率和死亡率具有重要意義。同時(shí),本研究的構(gòu)建方法也為其他病毒疫苗的研發(fā)提供了借鑒和參考,推動(dòng)了整個(gè)疫苗領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。4.2IL-33對(duì)重組狂犬病病毒免疫原性的影響機(jī)制探討IL-33能夠通過(guò)多種途徑調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能,從而增強(qiáng)重組狂犬病病毒的免疫原性。在天然免疫細(xì)胞中,IL-33對(duì)巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)和自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)等具有顯著的激活作用。巨噬細(xì)胞作為天然免疫的重要防線,在IL-33的刺激下,其吞噬能力和殺菌活性得到顯著增強(qiáng)。巨噬細(xì)胞能夠更有效地?cái)z取和清除狂犬病病毒,同時(shí)分泌大量的炎性細(xì)胞因子,如腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)等,這些細(xì)胞因子不僅可以直接抑制病毒的復(fù)制,還能招募其他免疫細(xì)胞到感染部位,增強(qiáng)局部的免疫防御能力。DC是機(jī)體功能最強(qiáng)的專(zhuān)職抗原遞呈細(xì)胞,IL-33能夠促進(jìn)DC的成熟和活化,使其表面的共刺激分子(如CD80、CD86等)表達(dá)上調(diào),MHCⅡ類(lèi)分子的表達(dá)也顯著增加。這使得DC能夠更好地?cái)z取、加工和遞呈狂犬病病毒抗原,激活T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答,為后續(xù)的特異性免疫反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。NK細(xì)胞作為天然免疫中的重要?dú)?xì)胞,IL-33可增強(qiáng)其細(xì)胞毒性,使其能夠更有效地識(shí)別和殺傷被狂犬病病毒感染的細(xì)胞,同時(shí)促進(jìn)NK細(xì)胞分泌干擾素γ(IFN-γ)等細(xì)胞因子,IFN-γ可以激活其他免疫細(xì)胞,增強(qiáng)機(jī)體的抗病毒免疫能力。在適應(yīng)性免疫方面,IL-33對(duì)T細(xì)胞和B細(xì)胞的功能調(diào)節(jié)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在T細(xì)胞亞群中,IL-33能夠促進(jìn)Th2細(xì)胞的分化和增殖,增強(qiáng)Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-5和IL-13等細(xì)胞因子的能力。IL-4可以促進(jìn)B細(xì)胞的增殖和分化,增強(qiáng)抗體的產(chǎn)生;IL-5能夠招募和激活嗜酸性粒細(xì)胞,參與抗寄生蟲(chóng)感染和過(guò)敏反應(yīng)等過(guò)程;IL-13則在調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活化和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。這些細(xì)胞因子的協(xié)同作用,有助于增強(qiáng)機(jī)體對(duì)狂犬病病毒的免疫防御能力。IL-33還可以調(diào)節(jié)Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞的功能。在某些情況下,IL-33能夠促進(jìn)Th1細(xì)胞分泌IFN-γ,增強(qiáng)細(xì)胞免疫應(yīng)答,有助于機(jī)體抵抗狂犬病病毒的感染。IFN-γ可以激活巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞,增強(qiáng)它們對(duì)病毒感染細(xì)胞的殺傷能力,同時(shí)還能促進(jìn)DC的成熟和活化,進(jìn)一步增強(qiáng)免疫應(yīng)答。而在另一些情況下,IL-33又能夠抑制Th17細(xì)胞的分化和功能,減少其分泌的IL-17等細(xì)胞因子,從而調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),避免過(guò)度炎癥對(duì)機(jī)體造成損傷。對(duì)于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg),IL-33可以通過(guò)與Treg表面的ST2結(jié)合,影響Treg的增殖和功能,調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫平衡,防止過(guò)度免疫反應(yīng)對(duì)機(jī)體造成損傷。在B細(xì)胞方面,IL-33能夠促進(jìn)B細(xì)胞的增殖和分化,增強(qiáng)其抗體分泌能力。它可以協(xié)同其他細(xì)胞因子和抗原刺激,促進(jìn)B細(xì)胞向漿細(xì)胞分化,產(chǎn)生更多的特異性抗體,參與體液免疫應(yīng)答,對(duì)狂犬病病毒感染起到免疫防御作用。IL-33還可以通過(guò)調(diào)節(jié)多條信號(hào)通路來(lái)影響重組狂犬病病毒的免疫原性。IL-33主要通過(guò)與細(xì)胞表面的特異性受體ST2結(jié)合,啟動(dòng)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。當(dāng)IL-33與ST2L結(jié)合后,會(huì)招募髓樣分化因子88(MyD88),形成IL-33/ST2L/MyD88復(fù)合物,進(jìn)而激活下游的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和核因子κB(NF-κB)等信號(hào)通路。MAPK信號(hào)通路包括細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)和p38MAPK等多條途徑。在重組狂犬病病毒感染過(guò)程中,IL-33激活的MAPK信號(hào)通路可以促進(jìn)免疫細(xì)胞的活化、增殖和分化,調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的分泌。ERK通路的激活可以促進(jìn)T細(xì)胞和B細(xì)胞的增殖,增強(qiáng)免疫細(xì)胞的活性;JNK通路的激活則參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的凋亡和炎癥反應(yīng);p38MAPK通路的激活可以促進(jìn)細(xì)胞因子的合成和分泌,如TNF-α、IL-1β等,增強(qiáng)機(jī)體的免疫防御能力。NF-κB信號(hào)通路在免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著核心作用。IL-33激活的NF-κB信號(hào)通路可以促進(jìn)免疫細(xì)胞中多種免疫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,包括細(xì)胞因子、趨化因子和共刺激分子等。這些基因的表達(dá)產(chǎn)物參與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活化、募集和功能發(fā)揮,從而增強(qiáng)機(jī)體對(duì)重組狂犬病病毒的免疫應(yīng)答。例如,NF-κB可以促進(jìn)DC表面共刺激分子CD80和CD86的表達(dá),增強(qiáng)DC的抗原遞呈能力;還可以促進(jìn)T細(xì)胞和B細(xì)胞中細(xì)胞因子的分泌,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能和活性。通過(guò)激活天然免疫細(xì)胞和調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫細(xì)胞的功能,以及調(diào)控MAPK和NF-κB等信號(hào)通路,IL-33能夠顯著增強(qiáng)重組狂犬病病毒的免疫原性,提高機(jī)體對(duì)狂犬病病毒的免疫防御能力。這些作用機(jī)制的深入研究,為進(jìn)一步優(yōu)化重組狂犬病病毒疫苗的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供了重要的理論依據(jù)。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探討IL-33與其他免疫調(diào)節(jié)因子的協(xié)同作用,以及如何通過(guò)調(diào)控這些作用機(jī)制來(lái)提高疫苗的免疫效果和安全性。4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的差異及原因分析在本研究中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果總體上支持了表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒能夠增強(qiáng)免疫效果的假設(shè),但在某些方面仍與預(yù)期存在一定差異。在病毒生長(zhǎng)特性方面,預(yù)期重組狂犬病病毒SAD-IL33由于IL-33的表達(dá),可能會(huì)在細(xì)胞中的增殖速度和滴度等方面優(yōu)于野生型SAD株。然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在BHK-21細(xì)胞和Neuro-2a細(xì)胞中,野生型SAD株的增殖速度相對(duì)較快,達(dá)到峰值滴度的時(shí)間較早且峰值滴度略高于重組病毒SAD-IL33。這可能是由于IL-33基因的插入改變了病毒基因組的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性,雖然IL-33具有免疫調(diào)節(jié)作用,但在病毒復(fù)制過(guò)程中,其可能對(duì)病毒自身的轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制產(chǎn)生了一定的干擾,影響了病毒的增殖效率。此外,IL-33的表達(dá)可能會(huì)消耗細(xì)胞內(nèi)的一些資源,導(dǎo)致病毒復(fù)制所需的物質(zhì)和能量相對(duì)不足,從而影響了病毒的生長(zhǎng)速度和滴度。在免疫實(shí)驗(yàn)中,雖然重組病毒SAD-IL33免疫組小鼠的中和抗體水平、細(xì)胞免疫應(yīng)答水平以及攻毒保護(hù)率均顯著高于野生型SAD株免疫組和PBS對(duì)照組,但中和抗體水平和攻毒保護(hù)率的提升幅度可能未達(dá)到預(yù)期的理想水平。從免疫機(jī)制角度分析,盡管IL-33能夠激活免疫細(xì)胞,增強(qiáng)免疫應(yīng)答,但狂犬病病毒的免疫過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),涉及多種免疫細(xì)胞和分子的相互作用。IL-33可能無(wú)法完全彌補(bǔ)其他免疫環(huán)節(jié)的不足,例如,在抗原遞呈過(guò)程中,可能存在其他因素影響了DC對(duì)狂犬病病毒抗原的攝取和遞呈效率,導(dǎo)致T細(xì)胞的活化和增殖受到一定限制,進(jìn)而影響了中和抗體的產(chǎn)生和攻毒保護(hù)效果。此外,實(shí)驗(yàn)條件的微小差異,如小鼠個(gè)體的遺傳背景、免疫接種的操作過(guò)程以及攻毒時(shí)病毒劑量和感染途徑的準(zhǔn)確性等,都可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。在小鼠個(gè)體差異方面,即使是同一品系的BALB/c小鼠,其免疫系統(tǒng)的功能也可能存在一定的個(gè)體間差異,這可能導(dǎo)致部分小鼠對(duì)重組病毒的免疫應(yīng)答不如預(yù)期強(qiáng)烈。在免疫接種操作中,若肌肉注射的部位、深度或劑量存在偏差,也可能影響重組病毒在小鼠體內(nèi)的分布和免疫效果。攻毒時(shí),狂犬病病毒強(qiáng)毒株CVS-11株的劑量雖然經(jīng)過(guò)精確計(jì)算為100LD??,但實(shí)際感染過(guò)程中,病毒在小鼠體內(nèi)的擴(kuò)散和致病機(jī)制可能受到多種因素的干擾,導(dǎo)致攻毒保護(hù)率未達(dá)到預(yù)期的更高水平。針對(duì)這些差異,未來(lái)的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化重組病毒的構(gòu)建策略,例如,調(diào)整IL-33基因的插入位點(diǎn)和表達(dá)方式,以減少對(duì)病毒基因組穩(wěn)定性和復(fù)制能力的影響。在免疫實(shí)驗(yàn)中,可以進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,嚴(yán)格控制小鼠的飼養(yǎng)環(huán)境和免疫操作過(guò)程,減少個(gè)體差異和實(shí)驗(yàn)誤差。還可以結(jié)合其他免疫調(diào)節(jié)因子或佐劑,與IL-33協(xié)同作用,進(jìn)一步增強(qiáng)重組狂犬病病毒的免疫效果。4.4研究成果的潛在應(yīng)用價(jià)值與臨床轉(zhuǎn)化前景本研究成功構(gòu)建的表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒SAD-IL33具有顯著的潛在應(yīng)用價(jià)值,有望為狂犬病的預(yù)防和控制帶來(lái)新的突破。在疫苗研發(fā)領(lǐng)域,重組狂犬病病毒SAD-IL33為新型狂犬病疫苗的開(kāi)發(fā)提供了重要的候選株。與傳統(tǒng)的狂犬病疫苗相比,這種新型疫苗具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。IL-33的免疫調(diào)節(jié)作用能夠增強(qiáng)疫苗的免疫原性,促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生更強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答,包括更高水平的中和抗體和更強(qiáng)的細(xì)胞免疫反應(yīng)。這使得新型疫苗能夠更有效地激發(fā)機(jī)體的免疫系統(tǒng),提高對(duì)狂犬病病毒的預(yù)防和抵抗能力,降低狂犬病的發(fā)病率和死亡率。表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒疫苗可以激活天然免疫細(xì)胞和適應(yīng)性免疫細(xì)胞,增強(qiáng)免疫細(xì)胞的活性和功能,從而更有效地清除病毒感染,保護(hù)機(jī)體免受狂犬病的侵害。在動(dòng)物狂犬病防控方面,該重組病毒疫苗具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著全球養(yǎng)寵數(shù)量的不斷增加以及野生動(dòng)物與人類(lèi)接觸的日益頻繁,動(dòng)物狂犬病的防控變得尤為重要。將重組狂犬病病毒疫苗應(yīng)用于寵物和野生動(dòng)物的免疫接種,能夠有效降低動(dòng)物群體中狂犬病病毒的感染率,減少狂犬病的傳播風(fēng)險(xiǎn)。在一些狂犬病高發(fā)地區(qū),可以通過(guò)對(duì)流浪動(dòng)物進(jìn)行大規(guī)模的免疫接種,使用表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒疫苗,提高動(dòng)物群體的免疫力,從而阻斷狂犬病病毒在動(dòng)物間的傳播,進(jìn)而降低人類(lèi)感染狂犬病的風(fēng)險(xiǎn)。這種疫苗的應(yīng)用還可以減少因動(dòng)物狂犬病導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失,包括動(dòng)物死亡、疫情防控成本等。從臨床轉(zhuǎn)化前景來(lái)看,盡管目前表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒SAD-IL33仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,但已經(jīng)展現(xiàn)出良好的發(fā)展?jié)摿?。在臨床前研究中,該重組病毒在小鼠模型中表現(xiàn)出了增強(qiáng)的免疫效果和攻毒保護(hù)能力,為其進(jìn)一步的臨床研究提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。然而,要實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化,還面臨著諸多挑戰(zhàn)。安全性問(wèn)題是臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的方面。雖然本研究中初步證明了重組病毒對(duì)細(xì)胞的毒性與野生型病毒相似,具有較好的安全性,但在臨床應(yīng)用中,還需要進(jìn)行更深入的安全性評(píng)估,包括長(zhǎng)期毒性、免疫原性相關(guān)的不良反應(yīng)等。大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)也是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。為了滿足臨床應(yīng)用的需求,需要建立高效、穩(wěn)定的重組病毒生產(chǎn)工藝,提高病毒的產(chǎn)量和質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本。還需要開(kāi)展嚴(yán)格的臨床試驗(yàn),按照相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)重組狂犬病病毒疫苗的安全性和有效性進(jìn)行全面、系統(tǒng)的評(píng)估。針對(duì)這些挑戰(zhàn),可以采取一系列的解決方案。在安全性評(píng)估方面,可以進(jìn)一步開(kāi)展動(dòng)物實(shí)驗(yàn),包括不同物種、不同劑量和不同免疫途徑的實(shí)驗(yàn),全面評(píng)估重組病毒疫苗的安全性。還可以進(jìn)行免疫原性相關(guān)不良反應(yīng)的監(jiān)測(cè)和研究,深入了解疫苗在體內(nèi)的免疫反應(yīng)機(jī)制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全問(wèn)題。在大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)方面,可以優(yōu)化病毒培養(yǎng)條件,篩選合適的細(xì)胞系和培養(yǎng)基,提高病毒的增殖效率和產(chǎn)量。采用先進(jìn)的純化技術(shù),如親和層析、超濾等,提高重組病毒的純度和質(zhì)量。通過(guò)工藝優(yōu)化和規(guī)模化生產(chǎn),降低生產(chǎn)成本,提高疫苗的可及性。在臨床試驗(yàn)方面,嚴(yán)格按照臨床試驗(yàn)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施,確保試驗(yàn)的科學(xué)性、可靠性和規(guī)范性。積極與相關(guān)監(jiān)管部門(mén)溝通,遵循監(jiān)管要求,加快疫苗的審批進(jìn)程,推動(dòng)其早日實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用。表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒SAD-IL33具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值和良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。通過(guò)進(jìn)一步解決臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn),有望為狂犬病的預(yù)防和控制提供一種安全、有效、經(jīng)濟(jì)的新型疫苗,為全球公共衛(wèi)生事業(yè)做出重要貢獻(xiàn)。五、結(jié)論5.1研究的主要成果總結(jié)本研究成功構(gòu)建了表達(dá)IL-33的重組狂犬病病毒SAD-IL33,并對(duì)其生物學(xué)特性和免疫效果進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過(guò)一系列分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn),包括RT-PCR、免疫熒光和Westernblot等,證實(shí)了重組病毒的成功構(gòu)建,且IL-33基因能夠在病毒基因組中穩(wěn)定存在并有效表達(dá)。在生物學(xué)特性分析方面,重組病毒SAD-IL33在BHK-21細(xì)胞和Neuro-2a細(xì)胞中均能有效增殖,雖然其增殖速度和峰值滴度略低于野生型SAD株,但依然具備良好的生長(zhǎng)特性。在連續(xù)傳代10次的過(guò)程中,病毒滴度保持相對(duì)穩(wěn)定,IL-33基因序列未發(fā)生突變,表明重組病毒具有較好的遺傳穩(wěn)定性。同時(shí),IL-33的表達(dá)未對(duì)重組病毒的細(xì)胞毒性產(chǎn)生明顯影響,重組病毒對(duì)細(xì)胞的毒性與野生型病毒相似,具有較好的安全性。免疫實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重組病毒SAD-
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