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载体蛋白与聚乙二醇修饰的新冠病毒ORF8蛋白及其免疫原性研究

文献类型:学位论文

作者唐晓曌
答辩日期2022
文献子类硕士
授予单位中国科学院过程工程研究所
导师胡涛 and 李东侠
关键词新冠病毒,Orf8辅助蛋白,重组蛋白疫苗,载体蛋白,聚乙二醇
英文摘要

当前,新冠肺炎疫情在全球范围内迅速蔓延,带来了前所未有的挑战。为了快速有效地控制疫情,接种疫苗仍是最有效的方法。多数新冠疫苗项目的研究热点集中在刺突蛋白上,但病毒变异株的出现已经威胁到了现有疫苗的有效性。因此,迫切需要开发出具有高免疫原性和特异性的新疫苗靶点,以便及时进行候选疫苗的开发。ORF8蛋白是由SARS-CoV-2基因组编码的辅助蛋白之一,它在病毒感染中发挥重要作用, 并且在识别病毒方面表现出高度的敏感性;每个ORF8蛋白含有4个B细胞抗原表位,可以抑制I型干扰素产生,下调MHC-I类分子抗原提呈,从而介导免疫逃逸。因此,抑制ORF8蛋白的功能可以大大降低疾病严重程度。基于以上原因,ORF8蛋白可以作为一种潜在的新冠疫苗抗原靶点。因为要研究单一抗原ORF8蛋白作为SARS-CoV-2疫苗抗原的可行性,并考虑到疫情期间需要大规模接种疫苗,重组蛋白疫苗廉价经济适合批量生产,所以本论文最终选择重组蛋白疫苗作为ORF8蛋白的疫苗类型。重组蛋白疫苗因其成分仅含单一有效抗原而安全性大幅提升,但相应地会导致疫苗免疫原性低、体内快速清除等问题,而且这类疫苗以诱导CD4+ T细胞活化和特异性中和抗体反应为主,对CD8+ T细胞的刺激较差,不能诱导T细胞免疫记忆和抗原类型的转换。因此,需要对抗原蛋白进行适当的修饰以提升其免疫原性、延长免疫作用时间,并加强免疫记忆作用,化学修饰是当前常用的方式之一。为增强ORF8蛋白的免疫原性,本论文设计了两种化学修饰的ORF8抗原:(1)ORF8-CRM197。CRM197是一种载体蛋白,它的优势是可以降低载体诱导的表位抑制效应,可诱发Th1型和Th2型细胞因子分泌,增强细胞免疫和体液免疫应答,有助于产生免疫记忆性,且容易生产,因此在商用疫苗中应用广泛。(2)ORF8-PEG。八臂聚乙二醇(8-arm PEG)是一种线性生物相容性聚合物,可将多个抗原分子偶联在一个实体上,降低抗原之间的空间屏蔽效应,增加抗原表位数;同时因为是共价结合,提高了疫苗稳定性;它还能延缓抗原的肾滤过,延长体循环和免疫系统暴露时间,这反过来又增加了疫苗被吞噬细胞捕获的可能性。论文的主要研究内容为:(1)ORF8蛋白的表达与分离纯化,开发了一种简单可靠的分离纯化方法,并获得高纯度的ORF8蛋白,以备后续研究使用。首先利用单因素实验,确定出ORF8蛋白诱导表达的最优条件为16 ℃、0.6 mM IPTG、16 h,最大限度地表达出多的蛋白;然后确定ORF8蛋白的表达途径是包涵体;最后改良了ORF8蛋白的复性纯化顺序及条件,与常规操作不同的是,我们先将蛋白的二级结构打开,在组氨酸标签外露时便通过亲和层析的方式纯化蛋白,纯化之后再进行复性的过程,得到了高纯度的ORF8蛋白。(2)通过化学修饰的方法,制备出经过载体蛋白CRM197和八臂聚乙二醇修饰的新型抗原,并对其免疫原性进行研究。研究发现,与ORF8-CRM197和ORF8/AL组相比,ORF8-PEG组诱导的ORF8特异性IgG滴度更高,IFN-g、TNF-a和IL-5水平更高,刺激脾细胞增殖能力更强。因此,修饰了八臂PEG的ORF8抗原能有效改善机体抗病毒免疫应答,此外,它对心脏、肝脏和肾功能没有明显的毒副作用。综上所述,通过对ORF8蛋白及其免疫原性的研究,结果显示ORF8-PEG有望作为一种SARS-CoV-2疫苗的新型抗原被开发。 关键词:新冠病毒,ORF8辅助蛋白,重组蛋白疫苗,载体蛋白,聚乙二醇

语种中文
源URL[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/60743]  
推荐引用方式
GB/T 7714
唐晓曌. 载体蛋白与聚乙二醇修饰的新冠病毒ORF8蛋白及其免疫原性研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 2022.

入库方式: OAI收割

来源:过程工程研究所

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