钩端螺旋体溶血素Sph2表达模式及诱导巨噬细胞和肝细胞凋亡活性

Objective To determine the change of expression level of Leptospira interrogans sph2 gene, and hemolytic and cell apoptosis-inducing activities of sphingomyelinase hemolysin Sph2. Methods Entire sph2 gene fragment was amplified by PCR from genomic DNA of L. Interrogans serovar serogroup Icterohaemorrhagiae serovar Lai strain Lai, and sequenced after T-A cloning. Subsequently, a prokaryotic expression system of sph2 gene was constructed. The expression of target recombinant Sph2( rSph2 ) was examined by SDS-PAGE and the expressed rSph2 was extracted by Ni-NTA affinity chromatogaphy. The hemolytic activity of rSph2 was measured by hemolytic test in sheep blood agar plate and spectrophotometry-based hemoglobin measurement, and the apoptosis-inducing activity of rSph2 to murine mononuclear-macrophagelike cell line(J774A. 1) and hepatic cell line(IAR20) was determined by flow cytometry. A real-time fluorescence quantitative RT-PCR was applied to detect the change of sph2 mRNA levels before and after L. Interrogans strain Lai infecting J774A. 1 and IAR20 cells. Results The cloned sph2 gene had 100% sequence identity to the corresponding gene in GenBank. The constructed prokaryotic expression system was able to efficiently express rSph2. The rSph2 could lyse sheep erythrocytes in concentration-dependent pattern. 10μg/ml rSph2 could induce the apoptosis of J774A. 1 cells and IAR20 cells, and the peak apoptotic rates were 23.96% and 32.92%, respectively. The mRNA level of sph2 gene was significantly elevated within 0.5-2 h of L. Interrogans strain Lai infecting either J774A. 1 or IAR20 cells, and then the mRNA level was quickly descended. Conclusion The sph2 gene of L. Interrogans strain Lai has a transient expression when the microbe contacts host cells. rSph2 possesses activities of sheep erythrocyte lysis and inducing macrophage and hepatocyte apoptosis, indicating Sph2 as an important virulence factor during pathogenic process of Leptospira.     

钩端螺旋体溶血素Sph2表达模式及诱导巨噬细胞和肝细胞凋亡活性

Objective To determine the change of expression level of Leptospira interrogans sph2 gene, and hemolytic and cell apoptosis-inducing activities of sphingomyelinase hemolysin Sph2. Methods Entire sph2 gene fragment was amplified by PCR from genomic DNA of L. Interrogans serovar serogroup Icterohaemorrhagiae serovar Lai strain Lai, and sequenced after T-A cloning. Subsequently, a prokaryotic expression system of sph2 gene was constructed. The expression of target recombinant Sph2( rSph2 ) was examined by SDS-PAGE and the expressed rSph2 was extracted by Ni-NTA affinity chromatogaphy. The hemolytic activity of rSph2 was measured by hemolytic test in sheep blood agar plate and spectrophotometry-based hemoglobin measurement, and the apoptosis-inducing activity of rSph2 to murine mononuclear-macrophagelike cell line(J774A. 1) and hepatic cell line(IAR20) was determined by flow cytometry. A real-time fluorescence quantitative RT-PCR was applied to detect the change of sph2 mRNA levels before and after L. Interrogans strain Lai infecting J774A. 1 and IAR20 cells. Results The cloned sph2 gene had 100% sequence identity to the corresponding gene in GenBank. The constructed prokaryotic expression system was able to efficiently express rSph2. The rSph2 could lyse sheep erythrocytes in concentration-dependent pattern. 10μg/ml rSph2 could induce the apoptosis of J774A. 1 cells and IAR20 cells, and the peak apoptotic rates were 23.96% and 32.92%, respectively. The mRNA level of sph2 gene was significantly elevated within 0.5-2 h of L. Interrogans strain Lai infecting either J774A. 1 or IAR20 cells, and then the mRNA level was quickly descended. Conclusion The sph2 gene of L. Interrogans strain Lai has a transient expression when the microbe contacts host cells. rSph2 possesses activities of sheep erythrocyte lysis and inducing macrophage and hepatocyte apoptosis, indicating Sph2 as an important virulence factor during pathogenic process of Leptospira.     

问号钩端螺旋体鞘磷脂酶类溶血素基因功能分析及其感染细胞后转录水平变化

目的 了解问号钩端螺旋体(简称钩体)鞘磷脂酶类溶血素基因sph1～sph4产物溶血活性及其感染细胞后转录水平的变化.方法 以致病性问号钩体黄疸出血群赖型赖株、波摩那群波摩那型罗株和非致病性双曲钩体三宝垄群Patoc型Patoc Ⅰ株基因组DNA为模板,采用PCR扩增全长sph1～spl4基因片段,扩增产物T-A克隆后测序.构建sph1～sph4基因原核表达系统,采用SDS-PAGE检测目的 重组蛋白rSph1～rSph4的表达情况,Ni-NTA亲和层析柱提纯rSph1～rSpM.采用绵羊血平板对rSph1～rSph4溶血活性进行鉴定,实时荧光定量RT-PCR检测问号钩体赖株感染J774A.1细胞前后sph1～sph4基因转录水平的变化.结果 问号钩体赖株和罗株基因组DNA中均能扩增sph1～sph4基因,双曲钩体Patoc Ⅰ株则否.与报道的相应基因序列比较,所克隆的sph1～sph4基因核苷酸序列相似性均为100%.所构建的原核表达系统能分别表达目的蕈组蛋白rSph1～rSph4.rSph1～rSph4均有溶血活性,其中以rSph2溶血活性最强.问号钩体赖株感染J774A.1细胞后,sph1～sph4基因转录水平均上调,其中sph2和sph4基因mRNA水平上调更为明显.结论 sph1～sph4基因仅存在于致病性问号钩体中,其表达产物有溶血活性.问号钩体赖株感染细胞后sph1～sph4基因转录水平的上调,提示此类鞘磷脂酶类溶血素可能在问号钩体感染宿主过程中有重要作用.     

问号钩端螺旋体溶血素Sph2经HMGB1放大炎症反应的研究

目的:探讨问号钩端螺旋体溶血素Sph2经高迁移率组蛋白B1(high mobility group box-1,HMGB1)放大炎症反应的可能机制。方法:一定浓度的rSph2与小鼠J774A.1巨噬细胞共孵育一定时间,乳酸脱氢酶(LDH)量的变化检测细胞的膜结构损伤情况;冷冻电镜观察细胞结构的改变;ELISA方法检测细...     

问号钩端螺旋体经线粒体相关信号通路诱导巨噬细胞凋亡的研究

目的 确定线粒体相关信号转导途径在问号钩端螺旋体(简称钩体)诱导小鼠单核-巨噬细胞凋亡过程中的作用.方法 建立问号钩体黄疸出血群赖株诱导小鼠单核-巨噬样细胞株J774A.1凋亡模型.采用透射电镜观察感染细胞线粒体病变情况,JC-1染色法检测感染细胞线粒体膜电位变化,荧光探针DCFH-DA检测感染细胞内活性氧(ROS)水平.采用试剂盒检测感染细胞caspase-8和caspage-9活性变化.流式细胞术检测感染细胞凋亡情况以及cagpage阻断剂阻断凋亡的效果.采用Western blot检测线粒体内和胞质中的细胞色素c(cytc)以及凋亡诱导因子(Air)、核酸内切酶G(EndoG)和Smac水平.应用免疫荧光染色法检测AIF和EndoG从细胞质至核内的转位.结果 问号钩体赖株可诱导J774A.1细胞凋亡.感染细胞的线粒体有明显病变,线粒体膜电位降低且胞内活性氧水平升高.感染细胞caspage-8活化,caspase-9则否,但caspase阻断剂不能完全阻断细胞凋亡.感染细胞AIF和EndoG从线粒体释放至胞质并转位至细胞核内.未检测到感染细胞胞质内CytC水平升高及Smac的释放.结论 线粒体可通过非caspase途径的AIF和EndoG参与问号钩体诱导单核一巨噬细胞凋亡的过程.     

赖型钩端螺旋体溶血素基因HlyX的真核表达及基因免疫

目的 在哺乳动物细胞中表达含有赖型钩端螺旋体溶血素基因HlyX的重组质粒,并检测其作为DNA疫苗诱导小鼠体液免疫应答的效果.方法 以赖型钩端螺旋体全基因组为模板,PCR扩增出目的基因HlyX,以质粒pcDNA3.1为载体,双酶切构建重组质粒,转化大肠杆菌DH5α,双酶切、PCR及测序鉴定重组质粒.将构建成功的重组质粒转染COS-7细胞,通过RT-PCR、Western blot鉴定目的基因的表达.将重组质粒免疫BALB/c小鼠,每两周1次,共3次,ELISA法检测小鼠的体液免疫应答水平.结果 扩增出全长约1100 bp的HlyX基因,重组质粒经双酶切、PCR及测序鉴定表明重组质粒构建成功.RT-PCR检测显示重组质粒转染组能扩增出约1100 bp的目的基因片段,Western blot分析可见在相对分子质量(Mr)40×103左右出现特异性的目的条带.DNA免疫后诱导小鼠产生了较高的抗体水平(1∶6561～1∶19 683).结论 赖型钩端螺旋体溶血素基因HlyX真核表达质粒能够诱导小鼠产生高滴度的特异性抗体,为其作为钩体DNA疫苗的研究和开发奠定了基础.     

问号钩端螺旋体经线粒体相关信号通路诱导巨噬细胞凋亡的研究

目的 确定线粒体相关信号转导途径在问号钩端螺旋体(简称钩体)诱导小鼠单核-巨噬细胞凋亡过程中的作用.方法 建立问号钩体黄疸出血群赖株诱导小鼠单核-巨噬样细胞株J774A.1凋亡模型.采用透射电镜观察感染细胞线粒体病变情况,JC-1染色法检测感染细胞线粒体膜电位变化,荧光探针DCFH-DA检测感染细胞内活性氧(ROS)水平.采用试剂盒检测感染细胞caspase-8和caspage-9活性变化.流式细胞术检测感染细胞凋亡情况以及cagpage阻断剂阻断凋亡的效果.采用Western blot检测线粒体内和胞质中的细胞色素c(cytc)以及凋亡诱导因子(Air)、核酸内切酶G(EndoG)和Smac水平.应用免疫荧光染色法检测AIF和EndoG从细胞质至核内的转位.结果 问号钩体赖株可诱导J774A.1细胞凋亡.感染细胞的线粒体有明显病变,线粒体膜电位降低且胞内活性氧水平升高.感染细胞caspage-8活化,caspase-9则否,但caspase阻断剂不能完全阻断细胞凋亡.感染细胞AIF和EndoG从线粒体释放至胞质并转位至细胞核内.未检测到感染细胞胞质内CytC水平升高及Smac的释放.结论 线粒体可通过非caspase途径的AIF和EndoG参与问号钩体诱导单核一巨噬细胞凋亡的过程.     

问号钩端螺旋体在体外诱导细胞凋亡及相关信号通路的研究

目的 了解问号钩端螺旋体诱导不同宿主细胞凋亡的作用及相关胞内信号传导通路.方法 建立问号钩体黄疸出血群赖型赖株小鼠单核-巨噬样细胞J774A.1、人脐静脉内皮细胞EVC304和人Ⅱ型肺泡上皮细胞A549感染模型.采用FITC-Annexin V/PI荧光标记流式细胞术检测细胞凋亡或坏死情况.分别采用荧光比色法和Western blot检测感染的J774A.1细胞caspase-3,-8,-9活性和凋亡相关蛋白FADD(Fas-associated death domain)表达水平.结果 问号钩体赖株感染1～6 h后,36.70%～63.70%的J774A.1细胞可H{现明显的早期凋亡,感染12 h时转变为晚期凋亡或坏死为主(53.68%).78.52%问号钩体赖株感染的A549细胞仪出现晚期凋亡或坏死.问号钩体赖株感染的EVC304细胞无细胞凋亡或坏死现象.感染的J774A.1细胞caspase-3和-8最大活性分别为(1453.41±36.07)和(1402.15±59.09)Fu,是未感染细胞的16.38和29.99倍.感染的J774A.1细胞caspase-9虽略有升高为(89.42±5.08)Fu,但明显低于caspase-3和-8(P<0.001).随着感染时间的延长,感染的J774A.1细胞FADD蛋白表达量逐步增加.结论 问号钩体诱导宿主细胞凋亡的效应町因细胞种类不同而有明显差异,FADD→caspase-8→caspase-3是介导问号钩体感染J774A.1细胞凋亡的主要信号通路.     

钩端螺旋体vwA1和vwA2基因原核表达产物功能的初步研究

目的 构建致病性问号钩端螺旋体(简称钩体)黄疸出血群赖型赖株vwA1和vwA2基因原核表达系统,初步了解目的重组表达产物rVwA1和rVwA2与血小板性出血相关性.方法 采用高保真PCR扩增问号钩体赖株vwA1和vwA2基因并测序,常规方法构建vwA1和vwA2基因原核表达系统.采用SDS-PAGE联合Bio-Rad凝胶图像分析系统检查rVwA1和rVwA2表达情况及其可溶性,Ni-NTA亲和层析柱提纯rVwA1和rVwA2.采用实时荧光定量RT-PCR检测问号钩体赖株感染人脐静脉内皮细胞株HUVEC前后vwAl-mRNA和vwA2-mRNA水平变化.采用流式细胞术检测rVwA1与人血小板膜糖蛋白结合能力.采用酶切试验及SDS-PAGE观察人血管性血友病因子裂解酶ADAMTS13水解rVwA2的情况.结果 所克隆的钩体vwA1和vwA2基因与报道的相应基因比较,其核苷酸和氨基酸序列相似性均为100％.所构建的vwA1和vwA2基因原核表达系统能分别表达可溶性rVwA1和rVwA2.问号钩体赖株感染HUVEC 8 h后,钩体vwAl-mRNA和vwA2-mRNA水平均显著上调(P＜0.05).流式细胞术检测结果显示,钩体rVwA1与人血小板结合率为60.8％.人ADAMTS13可水解重组人vWF-A2( rhvWF-A2),但不能水解钩体rVwA2.结论 vwA1和vwA2基因可能在钩体感染中发挥作用,其中vwA1基因产物功能与钩体病出血密切相关.     

问号钩端螺旋体毒力相关蛋白InvA转录和表达特征的研究

目的 确定我国不同基因种问号钩端螺旋体(简称钩体)参考标准株携带毒力相关基因invA的情况,了解问号钩体赖株感染细胞前后invA基因转录和表达水平的变化.方法 采用PCR检测4个不同基因种问号钩体株及双曲钩体Patoc Ⅰ株invA基因.克隆问号钩体全长invA基因并测序,构建问号钩体黄疸出血群赖型赖株invA基因原核表达系统.Ni-NTA亲和层析法提纯目的重组蛋白rlnvA后免疫家兔获得抗血清,免疫双扩散法检测其效价.建立问号钩体赖株感染人胚肾上皮细胞HEK293模型,采用荧光定量RT-PCR和Western blot分别检测问号钩体赖株感染HEK293细胞前后invA基因的转录和表达水平的变化.结果 4个不同基因种的问号钩体株均含有invA基因,双曲钩体Patoc Ⅰ株则否.4株不同基因种的问号钩体invA基因核苷酸和氨基酸序列相似性分别为99.33%～100%和98.66%～100%.所构建的原核表达系统能有效地表达rInvA.rInvA兔抗血清免疫双扩效价为1:16.问号钩体赖株感染HEK293细胞30 min以后可大量黏附于细胞表面.问号钩体赖株感染HEK293细胞30 min时,invA基因mRNA水平明显上调,45 min时达到峰值,然后逐渐下降.问号钩体赖株感染HEK293细胞后45 min和60 min时可检出InvA蛋白,感染前及感染90 min以后检测结果均为阴性.结论 invA基因是致病性问号钩体所特有的基因.invA基因具有宿主细胞接触式表达及瞬时表达的特点,与问号钩体侵入宿主细胞密切相关.     

赖型钩端螺旋体及澳洲型钩端螺旋体的ompL1和flaB2抗原基因序列分析

目的：构建棘型钩端螺旋体017及澳洲型钩端螺旋体607株外膜蛋白抗原基因ompL1和内鞭毛抗原基因flaB2的重组质粒，并分别对ompL1及flaB2基因进行序列分析。方法：通过聚合酶链反应扩增ompL1及flaB2，并将其分别克隆到pcDNA3.1/Myc-His(＋）载体T7启动子下游，构建抗原基因表达质粒，进行序列测定分析。结果：序列分析显示赖型钩体017株与澳洲型钩体607株的ompL1相同碱基949个（98．85％），碱基变异11个（1．15％）；flaB2的相同碱基823个（96．94％），碱基变异26个（3．06％），呈很高的保守性。结论：赖型钩体017株与澳洲型钩体607株的ompL1及flaB2分别具有高度同源性。     

Molecular cloning of genes flhA and flhB_2 for flagellar biosynthesis of Leptospira interrogans and functional prediction of the prokaryotic expressing products

Leptospirosis is a worldwide zooanthroponosis thatis common in waterlogging areas and rice paddies[1] .Chinais one of the widelyspreadarea of thisdisease.Leptospiraincludes two species :Lepto-spira interrogansandLeptospira biflexa. Theformer is pathogenic for humans and animals andthe latteris saprophytic which usually existsinthesurface of waters and soils .Sofar ,no anytypicalexotoxins ofLeptospira interroganshas beenfound,and the content and toxicity of lipopolys-sachride fromL.interrogan…     

问号钩端螺旋体ompA基因分析及其重组表达产物的免疫学鉴定

目的 了解我国15群15株问号钩端螺旋体(简称问号钩体)参考标准株携带ompA基因情况,重组表达OmpA(rOmpA)并鉴定rOmpA的免疫原性和免疫保护性.方法 采用酚-氯仿法提取问号钩体基因组DNA,PCR扩增全长ompA基因,T-A克隆后测序.构建问号钩体黄疸出血群赖型56601株ompA基因的原核表达系统,采用SDS-PAGE及Bio-Rad凝胶}冬{像分析系统检测rOmpA表达情况及其产鼍.rOmpA免疫家兔以获得抗血清,采用免疫扩散试验检测抗血清效价.采用Western blot检测rOmpA与其抗血清和问号钩体56601株全菌抗血清的免疫反应性,显微镜凝集试验(MAT)检测rOmpA抗血清对15株问号钩体的交叉凝集情况.分别采用问号钩体黏附J774A.1细胞模型和豚鼠感染模型,了解rOmpA兔抗血清黏附阻断及rOmpA免疫保护作用.结果 15株问号钩体均含有序列保守的ompA基因,双曲钩体Patocl株则否.rOmpA表达量约占细菌总蛋白的20%.rOmpA能诱导家兔产生抗体,其抗血清免疫扩散效价为1:4.兔抗血清及问号钩体56601株全菌抗血清均能与rOmpA产生阳性Western blot信号.rOmpA抗血清对15株问号钩体的MAT效价为1:20～1:320.1:10～1:160稀释的rOmpA抗血清均能阻断问号钩体黏附J774A.1细胞,100μg和200μg rOmpA对豚鼠的免疫保护率分别为50.0%和75.0%.结论 ompA基因仅存在于不同血清群致病性问号钩体基因组中.rOmpA具有较好的抗原性,多种免疫学方法 检测显示,有可能作为通用型问号钩体基因上程疫苗的候选抗原.     

问号钩端螺旋体血清群LipL41基因型分析及其表达产物的免疫学鉴定

目的 确定我国15群15株问号钩端螺旋体(简称钩体)参考标准株和2群2株双曲钩体国际标准株携带LipL41基因情况，构建该基因的原核表达系统，鉴定表达产物的免疫原性。方法 常规酚—氯仿法提取上述17株钩体基因组DNA，高保真PCR扩增全长LipL41基因片段，T—A克隆后测序分型。构建LipL41基因原核表达系统，SDS-PAGE检测重组目的蛋白(rLipL41)表达情况。分别用钩体属特异性TP/patoe Ⅰ抗原、rLipL41兔抗血清的Western blot鉴定其免疫反应性和抗原性。分别用显微镜凝集试验(MAT)、钩体黏附J774A．1细胞模型检测兔抗rLipL41血清的交叉凝集效价和黏附阻断作用。结果 15株问号钩体均有LipL41基因，并可分为LipL41／1和LipL41／2两种基因型，2株双曲钩体则否。11个LipL41／1基因和4个LipL41／2基因克隆之间的核苷酸和氨基酸序列相似性分别为88．61％—88．67％和93．24％—97．18％。所构建的原核表达系统rLipL41／1和rLipL41／2的表达量分别占钩体总蛋白的30％和40％。rLipL41／1和rLipL41／2均能与TP/patoe Ⅰ抗血清发生结合反应，免疫家兔能产生抗体。rLipL41／1和rLipL41／2兔抗血清对上述15株问号钩体MAT效价为1：8，1：128、1：16～1：2．S6稀释时均能有效地阻断钩体对细胞的黏附。结论 我国主要的15群问号钩体代表株均有LipL41／1或LipL41／2基因。所构建原核表达系统能高效表达rLipL41／1和rLipL41／2。rLipL41／1和rLipL41／2是具有良好抗原性和免疫反应性、广泛存在于不同血清群问号钩体表面的蛋白抗原。