豬鏈球菌感染豬脾臟的表達譜研究及新型亞單位疫苗研制.pdf

1、豬鏈球菌(Streptococcus suis,S.suis)是引起豬鏈球菌病的主要病原,能引起豬的腦炎、敗血病、肺炎、心內(nèi)膜炎及關(guān)節(jié)炎等。豬鏈球菌有33個血清型(1-31型,33型及1/2型),其中豬鏈球菌2型(SS2)致病力最強且最為流行。為了深入研究該菌的致病機理及宿主應(yīng)對其引起感染的免疫應(yīng)答機制,本研究采用Affymetrix豬全基因組芯片檢測豬感染SS2后脾臟基因表達譜變化,通過生物信息學等方法分析以期為該病致病機理及宿主的免

2、疫機制研究提供基礎(chǔ)資料。另外,對本實驗室研究發(fā)現(xiàn)的新型SS2表面蛋白進行亞單位疫苗試驗研究,以期獲得一種能有效預(yù)防多種血清型豬鏈球菌病的亞單位疫苗。主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.豬鏈球菌2型感染仔豬轉(zhuǎn)錄組學研究本試驗采用高致病性SS2、無致病力基因缺失菌株分別感染仔豬,同時設(shè)置PBS模擬感染對照組,對感染后3天脾臟樣品進行全基因表達譜變化分析,探索宿主對該病原的免疫應(yīng)答反應(yīng)及其致病機理。試驗結(jié)果顯示高致病性菌株感染組與模擬感染組

3、相比,基因表達譜有明顯的不同。高致病性菌株感染組共有120個轉(zhuǎn)錄本代表104個基因上調(diào)表達,132個轉(zhuǎn)錄本代表129個基因下調(diào)表達。而無致病力菌株感染組與模擬感染組相比基因表達譜基本一致,差異表達基因很少。通過生物信息學分析發(fā)現(xiàn)上調(diào)表達的基因主要與免疫應(yīng)答反應(yīng)相關(guān),如參與炎性應(yīng)答反應(yīng)、急性期反應(yīng)、蛋白粘附及應(yīng)激反應(yīng)等；下調(diào)表達基因則主要參與轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)運、物質(zhì)及能量代謝等,這些基因的下調(diào)表達可能與SS2感染后宿主細胞活性降低有關(guān)。
　

4、　 結(jié)合芯片及細胞體外感染試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)SS2感染后TLR受體家族中僅TLR2上調(diào)表達。因此推測該菌感染豬并引起嚴重的炎癥應(yīng)答反應(yīng)可能主要是通過TLR-2信號通路的激活來實現(xiàn)的。另外,芯片結(jié)果顯示細胞表面另一受體TREM-1也顯著上調(diào)表達。為了研究該蛋白在感染過程中的作用,本研究通過對宿主體內(nèi)膜型TREM-1的調(diào)節(jié)來研究該受體在感染SS2后宿主早期免疫應(yīng)答過程中的作用。分別采用競爭抑制劑或激活物對體內(nèi)TREM-1進行調(diào)節(jié),比較兩種不同處

5、理方式小鼠對SS2的感染情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在感染早期,激活TREM-1能顯著增強機體炎癥反應(yīng),高水平的促炎因子釋放有利于機體快速清除病原,提高存活率。而感染早期對TREM-1抑制作用則延緩了促炎因子的釋放,機體清除病原能力下降,SS2迅速增殖從而刺激機體產(chǎn)生強烈的炎性應(yīng)答反應(yīng)。過度的持續(xù)炎癥在清除病原的同時對機體也造成嚴重的損傷,導致部分小鼠在過度炎癥反應(yīng)過程中急性死亡。該研究將有助于進一步了解SS2的致病機理及宿主的免疫應(yīng)答機制。

6、　　 2.豬鏈球菌2型新型亞單位疫苗研究本試驗通過對多種SS2免疫反應(yīng)性抗原進行亞單位疫苗研究。通過不同抗原組合進行小鼠免疫并評價不同疫苗對SS2的攻毒保護力,結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有良好免疫反應(yīng)性的SS2表面抗原蛋白HP0197、HP1036及Enolase組成的亞單位疫苗免疫后能顯著提高小鼠SS2人工感染存活率。進一步研究表明該疫苗免疫仔豬后一周即能從血液中檢測到各蛋白特異性抗體,經(jīng)過加強免疫后,機體產(chǎn)生較高水平抗體并持續(xù)較高水平的抗體滴度,