利用昆虫细胞表达的核蛋白通过蛋白质微阵列检测禽流感病毒抗体

Detection of antibodies against avian influenza virus by protein microarray using nucleoprotein expressed in insect cells.

作者信息Yuhui Zhao, Xiurong Wang, Pucheng Chen, Xianying Zeng, Hongmei Bao, Yunhe Wang, Xiaolong Xu, Yongping Jiang, Hualan Chen, Guangxing Li
PMID25650059
发布时间2015-04
DOI10.1292/jvms.14-0207

实验完整度

本研究包含载体构建、蛋白表达纯化、微阵列制备、灵敏度与特异性验证,以及田间血清样本与ELISA和HI的对比验证,但缺乏生物学重复和统计细节。

主要模型

Sf21昆虫细胞 SPF鸡血清样品 田间血清样本(鸡和观赏鸟)

重点核对

抗原浓度:2 mg/ml 血清稀释度:1:200 阳性对照:SPF鸡血清 阴性对照:打印缓冲液

摘要

禽流感(AI)是由属于流感病毒A组的禽流感病毒(AIV)引起的一种传染病。禽流感给家禽业造成巨大的经济损失,并对人类健康构成严重威胁。主动的血清学监测对于预防和控制禽流感的传播是必要的。本研究开发了一种利用昆虫细胞表达的H5N1 AIV核蛋白(NP)的蛋白质微阵列,用于检测针对AIV NP蛋白的抗体。该蛋白质微阵列用于检测新城疫病毒(NDV)、传染性法氏囊病病毒(IBDV)、AIV阳性和阴性血清。结果表明,该蛋白质微阵列能与抗AIV抗体特异性杂交,信号强且无交叉杂交。此外,用微阵列、酶联免疫吸附试验(ELISA)和血凝抑制试验(HI)检测了76份田间血清样本。阳性率分别为蛋白质微阵列92.1%(70/76),ELISA 93.4%(71/76),HI试验89.4%(68/76)。与ELISA相比,微阵列在鸡中的符合率为100%(20/20),在观赏鸟中为98.2%(55/56)。总之,该方法为流感抗体筛查提供了一种替代的血清学诊断方法,并将为开发可分别检测不同AIV亚型和其他病原体抗体的蛋白质微阵列奠定基础。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本研究旨在开发一种基于昆虫细胞表达的NP蛋白的蛋白质微阵列,用于检测禽流感病毒抗体,并评估其特异性、敏感性与临床适用性。
核心机制
利用NP蛋白的保守性,通过蛋白质微阵列捕获血清中抗AIV NP抗体,结合胶体金标记和银增强显色,实现特异性抗体检测。
主要证据
微阵列与H1-H15亚型AIV阳性血清均反应,与NDV、IBDV阳性血清无交叉反应;对76份田间血清检测,阳性率92.1%,与ELISA符合率在鸡为100%(20/20),观赏鸟为98.2%(55/56)。
研究意义
该方法为流感抗体筛查提供一种方便、经济的替代方法,并可能用于区分感染与疫苗免疫动物(DIVA),为开发同时检测多种病原抗体的蛋白质微阵列奠定基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

NP基因克隆与重组杆状病毒构建

获取NP基因并构建能够表达NP蛋白的重组杆状病毒。

提取H5N1 AIV RNA,逆转录PCR扩增NP基因,克隆至pFastBacHTa载体,转染Sf21昆虫细胞获得重组杆状病毒。

2

NP蛋白表达与纯化

获得高纯度的NP重组蛋白用于微阵列制备。

Sf21细胞感染重组杆状病毒,裂解后通过HisTrap HP柱纯化,SDS-PAGE和Western blot验证。

3

蛋白质微阵列制备与条件优化

确定最佳抗原包被浓度以保证信号强度和灵敏度。

将不同浓度NP蛋白打印到醛基玻片上,与阳性血清杂交,根据信号强度选择最佳浓度。

4

特异性和灵敏度评估

验证微阵列对AIV抗体的特异性及检测灵敏度。

将微阵列与AIV不同亚型阳性血清、NDV、IBDV阳性血清和阴性血清杂交;使用不同稀释度阳性血清检测灵敏度。

5

田间血清样本检测与比较

评估微阵列在田间样本中的适用性,并与ELISA和HI比较。

用微阵列、ELISA和HI检测76份田间血清,计算阳性率和符合率。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
TRIzol LS试剂Life Technology--
M-MLV逆转录酶试剂盒Life Technology--
QIAquick凝胶提取试剂盒Qiagen--
BamHI限制性内切酶NEB--
XhoI限制性内切酶NEB--
pFastBacHTa载体Life Technology--
Grace昆虫培养基----
胎牛血清Biochrom AG--
HisTrap HP层析柱GE Healthcare--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
醛基化载玻片Bai'ao Biotechnology Co.--
SMP6打印针TeleChem International Inc.--
胶体金标记的羊抗鸡IgY二抗Biosynthesis Biotechnology--
辣根过氧化物酶标记的兔抗鸡IgYSigma--
TMB底物溶液Cell chip biotechnology--
酶标仪Bio-Rad--
FITC标记的羊抗鸡二抗Sigma--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
蛋白表达
重组杆状病毒构建、Sf21细胞培养条件、感染时间(72小时)
阅读提示:Materials and Methods: Expression of NP protein
微阵列制备
抗原浓度(2 mg/ml)、打印缓冲液成分(1% BSA PBS)、醛基化载玻片来源、打印环境湿度(50-60%)
阅读提示:Materials and Methods: Preparation of protein microarray
检测流程
血清稀释度(1:200)、孵育时间(1小时)、胶体金二抗稀释度和孵育时间(1小时)、银增强显色时间(10分钟)
阅读提示:Materials and Methods: Sensitivity, Specificity
结果判读
信号强度分析使用ImageJ和SPSS软件
阅读提示:Materials and Methods: Sensitivity, Results