附图说明
序列表SEQ ID NO:1是本发明构建Qβ-2aa病毒样颗粒所用核苷酸序列。
序列表SEQ ID NO:2是本发明构建牛乳头瘤病毒样颗粒所用核苷酸序列。
序列表SEQ ID NO:3是本发明构建乙肝核心抗原病毒样颗粒所用核苷酸序列。
序列表SEQ ID NO:4是本发明构建Qβ-2aa病毒样颗粒所用核苷酸序列编码的氨基酸序列。
序列表SEQ ID NO:5是本发明构建牛乳头瘤病毒样颗粒所用核苷酸序列编码的氨基酸序列。
序列表SEQ ID NO:6是本发明构建乙肝核心抗原病毒样颗粒所用核苷酸序列编码的氨基酸序列。
图1:ATRQβ-001疫苗制备后鉴定。图中A:病毒样颗粒和短肽耦联后Tricine-SDS-PAGE电泳结果,M为Marker,泳道1-2为病毒样颗粒单体,泳道3-4为耦联短肽后病毒样颗粒;图中B:病毒样颗粒和短肽耦联后免疫电镜结果。
图2:ATRQβ-001疫苗抗ATR-001短肽抗体滴度。
图3:免疫印迹法和细胞免疫荧光鉴定ATRQβ-001抗肽抗体CQ-8的特异性。CQ-8为ATRQβ-001疫苗免疫动物后的抗肽抗体,DCQ-8指CQ-8被ATR-001短肽中和后的混合物,CON为阴性对照抗体。图中A:免疫印迹法鉴定ATRQβ-001抗肽抗体CQ-8的特异性。图中B:细胞免疫荧光鉴定ATRQβ-001抗肽抗体CQ-8的特异性。
图4:细胞免疫荧光法观察CQ-8对血管平滑肌细胞AT1受体激活后引起PKC转位的影响。CQ-8为ATRQβ-001疫苗免疫动物后的抗肽抗体,DCQ-8指CQ-8被ATR-001短肽中和后的混合物,CON为对照抗体,ANG为Ang II,代表阳性刺激,LOS代表氯沙坦组。
图5:应用免疫印迹法探究CQ-8对细胞外信号蛋白激酶(ERK1/2)磷酸化水平的影响。P-ERK、T-ERK分别代表磷酸化的ERK1/2和总的ERK1/2。
图6:用激光共聚焦显微镜观测CQ-8对Ang II刺激引起的血管平滑肌细胞内钙离子浓度升高的影响。Fo、Fmax分别代表平衡后血管平滑肌细胞基础和最大荧光强度。
图7:SHRs血压变化趋势图。图中A为SHRs收缩压趋势图;图中B为SHRs免疫后抗体滴度变化图(标本按1∶1000稀释)。分为四组:ATRQβ-001疫苗组,AngQβ疫苗组(Ang II-Qβ-2aa疫苗),缬沙坦灌胃组和阴性对照组。
图8:SHRs心脏B超参数探查:A图为阴性对照组,B图为ATRQβ-001疫苗组;IVS,室间隔厚度;LVID,左室内径;LVPW,左室后壁厚度;EF%,左室射血分数;d,舒张期;s,收缩期。
图9:电镜观测ATRQβ-001疫苗对SHRs肾脏的保护作用。A为ATRQβ-001疫苗免疫组,B为SHRs对照组(注:片中显示足细胞水肿系取材原因,非原始病理变化)。
图10:流式细胞术检测大鼠外周血分泌特征细胞因子淋巴细胞比例。Control为对照组,Vaccine为ATRQβ-001疫苗免疫组。图10-1中:A组显示分泌IFN-γ的CD4+淋巴细胞比例,B组显示分泌IL-4CD4+淋巴细胞比例,C组显示分泌IFN-γCD8+淋巴细胞比例,D组显示表达FasL CD8+淋巴细胞比例。图10-2中:外周血淋巴细胞中分泌IL-4CD4+淋巴细胞的比例的统计图(*代表P<0.01)。
图11:光镜观测Wistar大鼠组织器官(肺脏、心脏、肠系膜三级动脉、肾脏、肝脏及脾脏)的病理变化。图11-1:为ATRQβ-001疫苗组,图11-2:为PBS对照组。
图12:电镜观测肾脏病理变化。A为ATRQβ-001疫苗免疫组,B为对照组Wistar大鼠肾脏。
具体实施方式
以下结合说明书附图和实施例对本发明作进一步的说明,但不是限制本发明。
实施案例1 ATRQβ-001疫苗的制备和鉴定
短肽CGGAFHYESQ由上海吉尔生化有限公司直接合成,短肽纯度95%。
载体Qβ-2aa病毒样颗粒由本实验室构建表达并纯化得到,纯度90%以上,其按以下方法制备:
1)将Qβ噬菌体CP蛋白基因终止密码子由TGA突变为强终止密码子TAA后,克隆至原核表达载体pET28a(+)中,得到编码CP蛋白质粒pETQβ-CP;
2)在Qβ噬菌体CP延伸蛋白基因中编码免疫优势决定区位置,即Qβ噬菌体CP延伸蛋白基因第72位至73位密码子间,插入编码赖氨酸和亮氨酸的核苷酸AAGCTT,并将CP蛋白基因终止密码子由TGA突变为GGA后克隆至原核表达载体PGEX4T-2中,得到编码A1蛋白质粒pGEXQβ-A1;
3)突变后编码Qβ噬菌体CP蛋白质粒与A1蛋白质粒共同转化大肠杆菌,诱导后表达得到病毒样颗粒蛋白Qβ-2aa。
上述编码Qβ噬菌体CP蛋白质粒其培养物于2009年11月25日保藏在中国典型培养物保藏中心,保藏号为CCTCC NO:M209281,保藏命名为:大肠杆菌DH5α/pETQβ-CPEscherichia coli DH5α/pETQβ-CP。
上述编码Qβ噬菌体A1蛋白质粒其培养物于2009年11月25日保藏在中国典型培养物保藏中心,保藏号为CCTCC NO:M209282,保藏命名为:大肠杆菌DH5α/pETQβ-A1Escherichia coli DH5α/pETQβ-Al。
使用异双功能交联剂Sulfo-SMCC(Pierce,USA)将短肽CGGAFHYESQ与载体Qβ-2aa病毒样颗粒进行耦联制备ATRQβ-001疫苗,其步骤如下:
1)称取Sulfo-SMCC试剂2mg,400ul纯水完全溶解后加入至20mg Qβ-2aa病毒样颗粒(10mg/m1)中,混匀,室温放置30分钟;
2)将活化的载体加入至100K的TFF浓缩柱(Millipore,USA)中,添加50mM PBS(含1mM EDTA,pH 7.2),5,000g离心3次,脱去游离的Sulfo-SMCC;
3)称取短肽约5mg,50mM PBS(含1mM EDTA,pH7.2)1ml充分溶解加入活化的载体中,室温反应1小时,每隔20min轻轻振荡一次;
4)将疫苗混合物加入至100K的TFF浓缩柱,5,000g离心3次,脱除游离的未反应的该短肽;
5)疫苗定量后,取20ul疫苗分别做Tricine-SDS-PAGE和免疫电镜鉴定之用,剩余疫苗分装,储存于-80°冰箱。
Tricine-SDS-PAGE和免疫电镜鉴定ATRQβ-001疫苗(图1)。图中A:病毒样颗粒和短肽耦联后Tricine-SDS-PAGE电泳结果,M为Marker,泳道1-2为病毒样颗粒单体,泳道3-4为耦联短肽后病毒样颗粒单体,电泳结果显示:Qβ-2aa噬菌体病毒样颗粒的单体可以耦联1~4个ATR-001短肽,一个单体上连得最多的是2个ATR-001半抗原,其次是3个;图中B:病毒样颗粒和短肽耦联后免疫电镜结果显示:胶体金颗粒可以分散围绕在近球形的Qβ-2aa病毒样颗粒表面上。
实施案例2 抗ATRQβ-001疫苗短肽抗体滴度
雄性自发性高血压大鼠来自上海斯莱克实验动物中心,动物饲养于同济医学院SPF动物实验中心,采用12h/12h光照及非限制性普通饮食。具体分为4组:ATRQβ-001疫苗免疫组;Ang II-Qβ疫苗免疫组(Ang II衍生物与Qβ-2aa病毒样颗粒耦联疫苗);缬沙坦药物(Novartis,Switzerland)灌胃组;PBS对照SHR组。除缬沙坦药物灌胃组为8周龄外,余组均为6周龄雄性SHR大鼠,各组只数为9只。
取等体积疫苗(不足以PBS补齐)和PBS,于大鼠背部皮下3-4点注射,400ul/只,疫苗组疫苗剂量约300ug/只,于初次免疫后每隔两周加强2次、隔四周各加强2次,共5次。于2、4、7、12、16周进行割尾取血,ELISA法测定抗肽抗体滴度,其趋势见图2。第二次免疫后第三天ATRQβ-001疫苗抗肽抗体滴度大约为1∶4000,一个月时的抗肽抗体滴度升至为1∶8000,后续将免疫时间间隔延长后,抗体滴度有所下降。
实施案例3 抗ATRQβ-001疫苗短肽抗体的特异性
提纯ATRQβ-001疫苗抗肽抗体CQ-8,应用免疫印迹法和细胞免疫荧光鉴定ATRQβ-001抗肽抗体CQ-8的特异性。设置三个组:CQ-8为ATRQβ-001疫苗免疫动物后的抗肽抗体,DCQ-8指CQ-8被ATR-001短肽中和后的混合物,CON为阴性对照抗体。提取SD大鼠肠系膜三级动脉血管平滑肌细胞总蛋白,进行免疫印迹分析,结果显示CQ-8能够与该总蛋白提取物中约41kDa大小的蛋白结合,该蛋白与大鼠AT1A受体分子量(约41kDa)一致(图3A)。同时,通过细胞免疫荧光发现,CQ-8可以和大鼠肠系膜三级动脉血管平滑肌细胞表面AT1A受体结合,而DCQ-8与AT1A受体结合能力下降,对照抗体和AT1A受体基本无结合(图3B)。
实施案例4 ATRQβ-001抗肽抗体CQ-8抑制Ang II诱导的蛋白激酶C转位
细胞免疫荧光法观察CQ-8对血管平滑肌细胞AT1受体激活后引起蛋白激酶C(PKC)转位的影响。设置如下组:CQ-8为ATRQβ-001疫苗免疫动物后的抗肽抗体,DCQ-8指CQ-8被ATR-001短肽中和后的混合物,CON为对照抗体,ANG为Ang II,代表阳性刺激,LOS代表氯沙坦组。本案例分别使用对照抗体、LOS和Ang II单独刺激血管平滑肌细胞,观察PKC转位情况;同时将血管平滑肌细胞与CQ-8、LOS和DCQ-8预孵育1小时后,再予以Ang II刺激,对比观察PKC转位状态。结果显示,对照抗体和LOS单独作用,不引起PKC转位,ANG组在Ang II(100uM)刺激5分钟后,PKC转位明显增强;CQ-8和LOS预孵育1小时后,可以明显抑制Ang II(100uM)诱导的PKC转位,而DCQ-8则对其无影响(图4)。
实施案例5 CQ-8显著抑制细胞外信号蛋白激酶(ERK1/2)磷酸化水平
应用免疫印迹法探究CQ-8对细胞外信号蛋白激酶(ERK1/2)磷酸化水平的影响。本案例亦分别使用对照抗体、LOS和Ang II单独刺激血管平滑肌细胞,观察ERK1/2磷酸化水平变化;同时将血管平滑肌细胞与CQ-8、LOS和DCQ-8预孵育1小时后,再予以Ang II刺激,对比观察ERK1/2磷酸化水平变化。分组与PKC转位实验一致,P-ERK、T-ERK分别代表磷酸化的ERK1/2和总的ERK1/2。结果显示:与对照抗体相比,ANG组刺激可以显著地升高ERK1/2的磷酸化水平(P<0.001);而与Ang II单纯刺激组相比,氯沙坦预孵育可以显著降低Ang II刺激引起的ERK1/2磷酸化水平的升高(P<0.01),CQ-8预孵育也同样可以显著降低ANG刺激引起的ERK1/2升高(P<0.01),两者作用强度类似,但DCQ-8预孵育对Ang II刺激引起的ERK1/2磷酸化水平的升高无明显影响,与CQ-8预孵育组相比,有显著差异(P<0.01)(*代表ANG组与对照抗体组相比,P<0.001;#代表CQ-8预孵育组和LOS预孵育组与ANG组相比,P<0.01;**代表DCQ-8预孵育组与CQ-8预孵育组相比,P<0.01)(图5)。
实施案例6 CQ-8抑制Ang II刺激引起的血管平滑肌细胞内钙离子浓度升高
借助激光共聚焦显微镜观测CQ-8对Ang II刺激引起的血管平滑肌细胞内钙离子浓度升高的影响。Fo、Fmax分别代表平衡后血管平滑肌细胞基础和最大荧光强度。将血管平滑肌细胞与CQ-8和DCQ-8预孵育1小时后,再予以Ang II刺激。结果显示,CQ-8可以显著抑制Ang II刺激引起的血管平滑肌细胞内钙离子浓度升高,而DCQ-8基本无影响(*代表C0-8组与DCQ-8组相比,P=0.01;#代表CQ-8组和对照抗体组相比,P=0.00)(图6)。
实施案例7 ATRQβ-001疫苗有效降低SHRs的血压
于0、2、3、4、5、7、9、12、16周测量ATRQβ-001疫苗免疫组、Ang II-Qβ-2aa疫苗(AngQβ疫苗)免疫组、缬沙坦灌胃组和阴性对照组SHRs的鼠尾血压和心率,每次测量8次,取其平均值,其血压趋势见图7。ATRQβ-001疫苗组SHRs的血压在免疫后两周与阴性对照组相比即见轻微下降,至一月时达到高峰,下降11.51mmHg,维持至约7周时血压下降幅度有所降低,在我们的观察终止时,只有轻微的血压下降,同样的,AngQβ疫苗组也有类似的现象,而缬沙坦灌胃组一直保持良好的血压下降。
实施案例8 ATRQβ-001疫苗对心脏的有效保护
16周的饲养及观察结束后,麻醉SHRs,进行心脏超声探查,主要探究收缩期和舒张期左室心腔的直径及其前后壁的厚度,见图8。ATRQβ-001疫苗组收缩期室间隔厚度(IVSs,3.61±0.30mm)、收缩期后壁厚度(LVPWs,3.37±0.52mm)和舒张期室间隔厚度(IVSd,2.48±0.20mm)、舒张期后壁厚度(LVPWd,2.29±0.38mm)与阴性对照组(IVSs,4.11±0.50mm;LVPWs,3.79±0.26mm;IVSd,LVPWd,2.90±0.75mm)相比,均明显要薄(P<0.01),而同时ATRQβ-001疫苗组收缩期、舒张期左室内径(LVIDs,3.68±0.60mm;LVIDd,5.88±0.50mm)比阴性对照组(LVIDs,2.36±0.60mm;LVIDd,4.58±0.74mm)要大(P<0.01)(表1)。同时发现,ATRQβ-001疫苗组SHRs左室的以上参数与AngQβ疫苗组类似,但要优于缬沙坦药物灌胃组(未显示数据结果)。疫苗组与对照组之间的射血分数(EF%)无显著差异(表1)(注:*代表ATRQβ-001疫苗组与阴性对照组相比,P<0.01,各组数为9只。)。
表1:对照组和ATRQβ-001疫苗组心脏彩超重要参数比较
实施案例9 ATRQβ-001疫苗对肾脏的有效保护
取SHRs的肾脏进行电镜观测,并对比疫苗免疫组大鼠和对照组大鼠的肾脏病理表现,发现对照组大鼠的肾脏有较为明显的系膜增生,且基底膜增厚,而疫苗免疫组没有,显示了ATRQβ-001疫苗良好的肾脏靶器官保护作用,同时亦未发现明显的免疫复合物的沉积,显示了该疫苗的安全性(图9)。
实施案例10 ATRQβ-001疫苗的安全性
雄性Wistar大鼠来自湖北省实验动物中心,8周龄,饲养于同济医学院SPF动物实验中心,采用12h/12h光照及非限制性普通饮食。具体分为3组:ATRQβ-001疫苗免疫组、Qβ-2aa载体免疫组和空白对照组,每组30只。大鼠背部皮下3-4点注射疫苗,400ul/只,剂量约300ug/只,于初次免疫后每隔两周加强1次,共4次。
于免疫后第3、7、14、28、42、56天分别取各组动物,每次每组5只,处死取血进行流式细胞学分析。将检测管分为两群4个亚组:CD4+细胞组(IFN-γ和IL-4)和CD8+细胞组(IFN-γ和FasL)。流式细胞术检测大鼠外周血分泌特征细胞因子淋巴细胞比例。结果显示,ATRQβ-001疫苗免疫组的外周血淋巴细胞中分泌IL-4CD4+淋巴细胞的比例显著高于对照组(*代表P<0.01),其余各组间无显著差异(图10),提示疫苗免疫后产生以Th2为主的免疫反应。考虑到ATRQβ-001降压疫苗可能会出现的自身免疫损伤,我们也对分泌IL-17的Th17细胞进行了检测,未见有意义的分泌IL-17的Th17细胞的升高(结果未显示)。同时亦发现,疫苗免疫组脾脏淋巴细胞中分泌IL-4CD4+淋巴细胞的比例显著高于对照组,结果与外周血一致(结果未显示)。
取大鼠组织器官进行光镜观测,发现ATRQβ-001疫苗组Wistar大鼠组织器官(肺脏、心脏、肠系膜三级动脉、肾脏、肝脏及脾脏)病理显示无炎性细胞浸润,无免疫性损害,与阴性对照组无差别(图11)。肾脏电镜观测ATRQβ-001疫苗免疫组(图11-1)和对照组Wistar大鼠肾脏((图11-2),未见明显病理变化,均未发现高电子密度免疫复合物在基底膜的沉积(图12)。