新城疫病毒基因Ⅶ型DNA纳米颗粒疫苗的制备

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:waixiao032124
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新城疫(Newcastle Disease,ND)是一种由新城疫病毒(Newcastle Disease Virus,NDV)引起禽类发病、致死的急性、高度接触性传染病,主要以感染鸡与火鸡为主。目前新城疫病毒的流行株为基因VII型毒株,尤其是VIId亚型毒株的流行给我国养禽业造成了巨大的经济损失。与传统疫苗相比,DNA疫苗的优势在于其安全性和可诱导产生高水平的细胞免疫和体液免疫,但是由于核酸酶等的存在导致单独肌肉注射的免疫效果并不理想。纳米黏膜免疫递送系统利用纳米技术将可生物降解、无污染的纳米材料改进了现有疫苗的效果。将新城疫DNA疫苗与纳米材料相结合的研究较少,因此本试验以生物材料壳聚糖(Chitosan,CH)、三聚磷酸钠(Sodium Tripolyphosphate,TPP)、Mg SO4为载体,以新城疫病毒基因VII型毒株(r GM)的F基因真核表达载体p CAGGS-F为模型药物,采用离子交联法制备DNA纳米颗粒,并分析其免疫效果。主要内容如下:将新城疫病毒基因VII型毒株(r GM)的F基因克隆至p CAGGS中,构建成真核表达质粒p CAGGS-F,并与以生物材料壳聚糖、TPP、Mg SO4混合制备新城疫病毒基因VII型DNA纳米颗粒疫苗,两者均能在DF-1细胞上表达出相应的F蛋白。通过不同参数的优化,在单因素试验中,多离子交联制备成的DNA纳米颗粒在p H 4.5~6.5的范围内具有更大的稳定性,粒径较小且呈先降后升的趋势,Zeta电位呈下降的趋势,在p H 6.0时纳米颗粒在TEM下呈圆形,粒径较小,分散性好,无黏连现象,粒径为214.8±7.4 nm,Zeta电位为20.2±1.6 m V,PDI为0.204。选择其他较优参数搅拌速度1 000 r/min,搅拌时间30 min,离心速度18 000 r/min,离心时间30min,超声破碎功率200 W,破碎时间15 min进行正交试验优化,筛选其他主要影响参数,初步确定最优条件为壳聚糖浓度1 mg/m L,DNA浓度为500 ng/μL,Mg SO4浓度为1 mg/m L,TPP浓度为1 mg/m L。在整体的质量比CH:Mg SO4:TPP:DNA为5:1:2:1的条件下,按照优化后条件制备出的DNA纳米颗粒表面没有明显的空隙,呈良好规则的圆形,具有良好的分散性,且没有较多的聚集或者是沉降损伤,在纳米颗粒溶液中粒子的平均粒径为154.8±7.4 nm,Zeta电位为21.0±2.1 m V,纳米颗粒的包封率为92.1±0.16%。抗DNase I试验结果表明制备出的DNA纳米颗粒可以有效保护DNA免受核酸酶的降解;体外释放试验表明该DNA纳米颗粒的释放是突释后再缓慢释放的过程,到14 d的DNA累积释放量为87.9%。选用了DF-1细胞进行MTT试验,与对照组细胞相比,没有观察到细胞形态有明显的变化,细胞存活率为(90.05±1.42)%;在超剂量免疫试验中,免疫鸡没有异常或病死,表明壳聚糖-TPP黏膜免疫递送系统与制备的DNA纳米颗粒疫苗具有较高的生物安全性。储藏稳定性试验表明,DNA纳米颗粒疫苗冻干组与4℃纳米颗粒溶液组的平均粒径与PDI在储藏28 d内没有发生明显的变化,比较稳定。免疫效果试验中:在最小免疫剂量试验,点眼滴鼻免疫不同剂量的新城疫病毒基因VII型DNA纳米颗粒疫苗,二免后两周使用100μL 103EID50的新城疫r GM病毒对试验组的所有鸡进行点眼滴鼻攻毒,其中100μg组和200μg组都有100%的保护率,无新城疫症状,但综合考虑免疫刺激作用与成本问题,最终确定100μg是最小免疫剂量剂量。而对照组与其他免疫剂量组都有不同程度的发病致死症状,且保护率并不高;在免疫试验过程中,与裸质粒组相比,纳米颗粒疫苗组对刺激黏膜产生免疫应答的能力更强,具有更高的Ig G、Ig A抗体;在攻毒保护试验中,DNA纳米颗粒疫苗组(i.n)具有100%的保护率,具有良好的保护效果,结果表明该疫苗对新城疫的防制具有一定的应用价值。本试验初步探讨新城疫新型疫苗的应用,为相关新城疫新制剂的开发提供了一些新的思路。
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