猪产毒素多杀性巴氏杆菌toxA基因的功能结构域研究

猪产毒素多杀性巴氏杆菌toxA基因的功能结构域研究

论文摘要

产毒素多杀性巴氏杆菌(Toxigenic Pasteurella multocida,T+Pm)是猪进行性萎缩性鼻炎(Swine progressive atrophic rhinitis,PAR)的主要病原菌之一。它可以产生一种分子量为146kDa的慢性皮肤坏死性毒素——多杀性巴氏杆菌毒素(Pasteurella multocida toxin,PMT)。该毒素由toxA基因编码,是产毒素多杀性巴氏杆菌重要的毒力因子和保护性抗原。为了分析和鉴定toxA基因中的毒力结构域和免疫原性结构域,本研究主要开展了以下几方面的工作:1.toxA基因及其截短片断的克隆与表达:以本实验室分离保存的产毒素多杀性巴氏杆菌HN-13株为研究对象。首先通过GenBank上已经公布的各种不同株的多杀性巴氏杆菌的基因序列,进行序列分析,找出其中比较保守的部位,分别设计了3对引物,以高保真DNA聚合酶用PCR方法分3段扩增了toxA基因,连接酶连接,得到全长的toxA基因,共3858bp。对获得的全长toxA基因进行基因测序,与GenBank上公布的登陆号为Z28388序列的核苷酸100%同源。然后根据相关文献的报道,对全长toxA基因进行分段截短或连接,共获得9个大小不同的片段,并构建了9个原核表达载体。将各个表达载体转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,其中5个获得了表达,对重组蛋白进行了纯化和Western-blot分析,结果表明:5种重组蛋白均能与HN-13株多克隆抗体发生特异性反应。2.重组蛋白的免疫原性分析:将5种重组蛋白分别用弗氏佐剂乳化,分组免疫昆明小鼠,2周后加强免疫一次,免疫前后用PMT-ELISA检测免疫组和对照组的抗体水平。二免后14天,以1个LD50的HN-13株进行攻击,统计各组小鼠在攻毒后24h和48h的存活率;取各组小鼠的肝脏和肺组织,进行组织病理学分析。结果表明,重组蛋白的免疫保护性从C端截短片段到N端截短片段依次减弱,全长片段有良好的免疫保护力。3.重组蛋白的细胞毒性分析:以小鼠成纤维细胞(NIH-3T3细胞)为材料,实验评估了5种重组蛋白的细胞毒性,观察细胞的死亡数量和病变状况。结果表明,各重组蛋白的毒性较天然毒素有所降低,毒力从C端截短片段到N端截短片段依次减弱。本课题对产毒素多杀性巴氏杆菌toxA基因的功能结构域进行了研究。分段PCR扩增并连接得到了toxA基因的全基因和缺失部分核苷酸的截短片段,分别研究了全基因与截短片段的免疫保护性和毒力,并开展了动物试验和细胞毒力试验。试验表明,截短后的重组蛋白毒力明显下降,具有较好的免疫保护力,为今后进一步研究toxA基因和新型疫苗的开发提供了理论依据。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略语表(Abbreviation)
  • 1 文献综述
  • 1.1.猪传染性萎缩性鼻炎及其病原学特征
  • 1.2 猪产毒素多杀性巴氏杆菌毒素的特性
  • 1.3 猪产毒素多杀性巴氏杆菌毒素的研究进展
  • 1.4 猪产毒素多杀性巴氏杆菌的检测方法
  • 1.5 猪传染性萎缩性鼻炎疫苗研究
  • 2 研究的目的和意义
  • 3 材料与方法
  • 3.1 材料
  • 3.1.1 本试验所用培养基、抗生素
  • 3.1.2 菌株、质粒、载体及细胞
  • 3.1.3 各种酶、试剂盒及常用试剂
  • 3.1.4 本试验用的PCR引物
  • 3.1.5 质粒DNA提取液、SDS-PAGE、Westen-Blot、包涵体提取的相关溶液
  • 3.1.6 试验动物
  • 3.2 方法
  • +Pm基因组的提取'>3.2.1 T+Pm基因组的提取
  • 3.2.2 toxA全基因的克隆
  • 3.2.3 toxA全基因与截短片断的表达载体的构建
  • 3.2.4 诱导与表达
  • 3.2.5 SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳及Western-blot检测
  • 3.2.6 包涵体的提取
  • 3.2.7 蛋白质浓度的测定(BCA分析)
  • 3.2.8 重组蛋白的动物试验
  • 3.2.8.1 巴氏杆菌活菌计数及半数致死量的测定
  • 3.2.8.2 重组蛋白的免疫原性试验
  • 3.2.8.3 小鼠病理切片的制作
  • 3.2.9 重组蛋白的细胞毒力试验
  • 4.结果与分析
  • 4.1 toxA基因的克隆、序列分析及表达载体的构建
  • 4.1.1 toxA基因的克隆与序列分析
  • 4.1.2 toxA基因及其截短片段的表达载体的构建
  • 4.2 重组蛋白的提取结果
  • 4.3 重组蛋白浓度测定结果
  • 4.4 重组蛋白动物试验结果
  • 4.4.1 巴氏杆菌活菌计数及半数致死量测定结果
  • 4.4.2 重组蛋白的免疫保护力试验结果
  • 4.4.3 PMT-ELISA方法建立及免疫小鼠抗体水平检测
  • 4.4.3.1 ELISA条件的确定
  • 4.4.3.2 两次免疫后抗体水平变化
  • 4.4.4 小鼠病理切片的观察
  • 4.5 重组蛋白的细胞毒力试验结果
  • 5 讨论
  • 5.1 toxA全基因克隆
  • 5.2 toxA基因截短片段的构建
  • 5.3 重组蛋白动物试验结果
  • 5.3.1 toxA基因截短片段的反应原性检测
  • 5.3.2 巴氏杆菌活菌计数及半数致死量测定
  • 5.3.3 截短片段免疫保护力试验结果
  • 5.4 重组蛋白细胞毒力试验结果
  • 6.小结
  • 6.1 本研究获得的主要成果
  • 6.2 本研究的创新点与特色
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录1
  • 附录2
  • 相关论文文献

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