基于Salp14肽段的mRNA疫苗接种诱导蜱叮咬的早期识别

Salp14 epitope-based mRNA vaccination induces early recognition of a tick bite.

作者信息Yingjun Cui, Balasubramanian Cibichakravarthy, Xiaotian Tang, Mohamad G Alameh, Garima Dwivedi, Drew Weissman, Erol Fikrig
PMID39236403
期刊Vaccine
发布时间2024-10
DOI10.1016/j.vaccine.2024.126304

实验完整度

包含体内免疫模型(豚鼠)、ELISA、RNA-seq及通路分析,但样本量小(n=2),缺乏细胞和机制验证实验,完整度中等。

主要模型

雌性Hartley豚鼠(6-8周龄) 肩突硬蜱若虫(Ixodes scapularis nymphs)

重点核对

疫苗剂量:20 μg Salp14-C mRNA-LNP,皮内注射,200 μL 免疫方案:初始免疫后间隔3周加强免疫两次 蜱虫挑战:每只豚鼠放置30只若虫 红斑评分:0-3级,观察时间点:24小时和48小时 RNA-seq:皮肤活检于蜱虫附着后第5天取样

摘要

反复暴露于肩突硬蜱(Ixodes scapularis)的动物可产生获得性蜱抗性(ATR)。ATR的首要表现是蜱叮咬部位出现红斑,然而与ATR这一早期表现相关的特定肽段靶标和机制尚不清楚。在本研究中,我们用含有编码Salp14(一种肩突硬蜱唾液蛋白)羧基端25个氨基酸的mRNA的脂质纳米颗粒(Salp14-C mRNA-LNP)免疫豚鼠。动物产生了针对Salp14羧基端的高滴度IgG。用Salp14-C mRNA-LNP免疫的豚鼠随后暴露于肩突硬蜱,在蜱叮咬部位出现红斑。对豚鼠肩突硬蜱叮咬部位皮肤的转录组学分析揭示了与红斑发展相关的特定通路,包括组胺激活。该研究表明,编码小肽的mRNA疫苗可在豚鼠中诱导ATR的初始阶段。

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
编码Salp14羧基端肽段的mRNA疫苗是否足以诱导获得性蜱抗性(ATR)的早期表现(即红斑)?
核心机制
Salp14-C mRNA-LNP免疫可激活蜱叮咬部位皮肤中组胺相关通路,包括组胺受体(HRH2、HRH4)上调、组胺合成酶HDC和代谢酶HNMT上调,以及TNF、JAK-STAT、IL-17等信号通路富集,这些通路与红斑形成相关。
主要证据
Salp14-C mRNA-LNP免疫的豚鼠在蜱叮咬后24小时出现红斑,而对照(荧光素酶mRNA-LNP)无红斑;ELISA检测到高滴度IgG;RNA-seq显示组胺受体(HRH2、HRH4)、HDC、HNMT显著上调(倍数变化分别为2倍、6.4倍、4.1倍、1.5倍)。
研究意义
该研究表明,编码Salp14羧基端小肽的mRNA疫苗可诱导ATR的早期表现,为未来开发抗蜱疫苗提供了新的靶点策略,并有助于减少蜱传疾病风险。

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

制备Salp14-C mRNA-LNP疫苗

验证含IL-2分泌信号和Salp14羧基端25个氨基酸的mRNA-LNP疫苗能否诱导针对Salp14的免疫应答

将编码IL-2分泌信号和Salp14-C肽段(KQKKKKTKKTKKPKRKSKKDQEKNL)的mRNA包裹于脂质纳米颗粒(LNP)中,使用改良核苷(m1J-50-triphosphate)并含poly(A)尾。

2

豚鼠免疫

评估疫苗的免疫原性

对雌性Hartley豚鼠(6-8周龄)进行皮内注射免疫,共免疫三次,间隔3周。

3

抗体检测

检测免疫后豚鼠血清中针对Salp14-C肽段和Salp14蛋白的抗体水平

免疫后两周采集血清,通过ELISA检测IgG、IgM和IgA抗体滴度。

4

蜱虫挑战

评估免疫豚鼠对蜱叮咬的反应

在豚鼠背部剃毛后放置30只肩突硬蜱若虫,每日监测蜱附着和脱落、红斑评分,并称量脱落蜱重。

5

皮肤转录组测序

探究红斑形成过程中的宿主免疫通路

在蜱虫附着后第5天取咬部位皮肤活检,提取RNA进行RNA-seq,分析差异表达基因和KEGG通路富集。

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。

验证样本或模型特征
验证免疫效应
验证机制链路
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
MEGAscriptAmbion--
m1J-50-三磷酸----
Salp14C端肽段GenScript--
兔抗豚鼠IgG(H+L)二抗,HRP标记Invitrogen--
兔抗豚鼠IgM抗体(H+L),HRP偶联Bioss Inc--
绵羊抗豚鼠IgA二抗,HRP标记Invitrogen--
SureBlue TMB 1-组分微孔板过氧化物酶底物SeraCare Life Sciences--
TMB终止液SeraCare Life Sciences--
Quick-RNA小提试剂盒Zymo Research Corporation--
DNase I----
安捷伦2100生物分析仪Agilent--
TruSeqIllumina--
Illumina HiSeq 2500Illumina--
Prism 10GraphPad Software--

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
动物与蜱虫
豚鼠品系、年龄、性别;蜱虫种类和发育阶段
阅读提示:Materials and Methods - Animals and ticks
疫苗制备
mRNA序列(Salp14-C端,25个氨基酸)、LNP配方
阅读提示:Materials and Methods - Salp14-C terminal mRNA-lipid nanoparticles
免疫方案
疫苗剂量(20 μg)、免疫途径(皮内)、注射体积(200 μL)、加强次数和间隔(2次,3周间隔)
阅读提示:Materials and Methods - Guinea pig mRNA-LNP immunization
蜱虫攻击
蜱虫数量(30只/动物)、观察时间点(24、48、72、96、120、144小时)、红斑评分标准(0-3级)
阅读提示:Materials and Methods - Tick challenge in guinea pigs
RNA-seq
皮肤活检时间(第5天)、RNA完整性(RIN>7)、差异表达基因阈值(fold change>2, p<0.05)
阅读提示:Materials and Methods - RNA sequencing and analysis