表达牛诺如病毒和牛纽布病毒VP1蛋白的二价重组腺病毒在小鼠和犊牛中的免疫原性

Immunogenicity of a bivalent recombinant adenovirus expressing VP1 proteins of bovine norovirus and bovine nebovirus in mice and calves.

作者信息Taoyun Chen, Jun Chu, Xin Song, Qisheng Yu, Gunan Deng, Jiangyong Zeng, Changqing Yu, Bin Zhang
PMID41444873
发布时间2025-12-24
DOI10.1186/s12866-025-04542-y

实验完整度

研究包含体外病毒构建与鉴定、小鼠和犊牛免疫实验,但缺少攻毒保护实验,主要评估免疫原性而非保护效力。

主要模型

HEK-293细胞 BALB/c小鼠 荷斯坦犊牛

重点核对

小鼠免疫剂量:高剂量2×10^6 TCID50,低剂量2×10^5 TCID50,经肌肉注射或口服途径 犊牛免疫剂量:2×10^7 TCID50/mL,肌肉注射2 mL,初免后3周加强免疫 BNoV-VP1和BNeV-VP1基因序列(基于Bo/MILQ-1/17/CH和Bo/LN-13/18/CH株) P2A肽连接BNoV-VP1和BNeV-VP1基因 BT50检测中仅检测到BNeV-VP1特异性阻断抗体

摘要

Bovine norovirus (BNoV) and bovine nebovirus (BNeV) are emerging pathogens responsible for severe diarrhea in calves worldwide. In this study, we constructed a bivalent recombinant adenovirus vector vaccine, designated rAd5-BNoV + BNeV_VP1 encoding the genes for BNoV-VP1 and BNeV-VP1 based on replication-deficient human adenovirus type 5 (rAd5), and evaluated its immunogenicity in mice and calves. Serum antibody responses were assessed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and serum blocking titer 50 (BT50). Results demonstrated that mice immunized with rAd5-BNoV + BNeV_VP1 produced significant VP1-specific IgG titers as early as two weeks post-vaccination. BNoV-VP1-specific IgG antibody titers peaked at 1:105 in both intramuscular (I.M.) and oral groups (n = 6), while BNeV-VP1-specific IgG titers peaked at 1:105 in the I.M. groups (n = 6) and 1:104 in the oral groups (n = 6). The BT50 values peaked at 640 in the I.M. groups and 576 in the oral groups (n = 6). Furthermore, the percentages of IL-4-producing cells and CD3+CD8+ T cells in splenocytes were significantly elevated in mice immunized via the I.M. route. The vaccine also elicited a robust humoral immune response in calves. Following a booster I.M. injection with rAd5-BNoV + BNeV_VP1, serum BNoV-VP1-specific and BNeV-VP1-specific IgG antibody titers were significantly higher (P ≤ 0.001) compared to controls. The BT50 in immunized calves reached 1:80 at 21 and 35 days post-immunization. These results collectively indicate that rAd5-BNoV + BNeV_VP1 effectively induces immunity against BNoV and BNeV infection.

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
评估表达BNoV-VP1和BNeV-VP1蛋白的二价重组腺病毒疫苗rAd5-BNoV+BNeV_VP1在小鼠和犊牛中的免疫原性。
核心机制
rAd5-BNoV+BNeV_VP1通过P2A肽同时表达BNoV-VP1和BNeV-VP1蛋白,诱导抗原特异性体液免疫(IgG和阻断抗体)及细胞免疫(CD3+ T细胞和IL-4分泌细胞增加)。
主要证据
在小鼠中,高剂量肌肉注射组诱导BNoV-VP1和BNeV-VP1特异性IgG抗体滴度峰值达1:10^5,BT50峰值达640;在犊牛中,疫苗组诱导的IgG抗体和BT50显著高于对照组。
研究意义
该疫苗候选具有成为针对BNoV和BNeV的二价疫苗的潜力,为牛病毒性腹泻的防控提供了策略。

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

构建重组腺病毒

构建表达BNoV-VP1和BNeV-VP1蛋白的二价重组腺病毒载体。

将密码子优化的BNoV-VP1和BNeV-VP1基因通过P2A肽连接,克隆至pDC316穿梭质粒,并与骨架质粒共转染HEK-293细胞,包装获得重组腺病毒rAd5-BNoV+BNeV_VP1。

2

鉴定重组腺病毒

验证重组腺病毒中BNoV-VP1和BNeV-VP1基因及蛋白的表达。

通过RT-PCR、间接免疫荧光和Western blot检测重组腺病毒感染HEK-293细胞后VP1基因和蛋白的表达。

3

纯化重组腺病毒

获得高纯度的重组腺病毒用于免疫实验。

采用Diamond layer 700 BA和Diamond Q Mustang色谱纯化,并验证纯化后病毒的活性。

4

小鼠免疫实验

评估疫苗在小鼠中诱导的体液和细胞免疫应答。

将BALB/c小鼠随机分为9组,分别通过肌肉注射或口服给予不同剂量的疫苗或对照,初次免疫后2周加强,每周采集血清检测IgG和BT50,并在4周后通过流式细胞术检测脾脏细胞免疫应答。

5

犊牛免疫实验

评估疫苗在犊牛中诱导的体液免疫应答。

将荷斯坦犊牛随机分为两组,疫苗组肌肉注射rAd5-BNoV+BNeV_VP1,对照组注射PBS,初次免疫后3周加强,分别于0、21、35、49天采集血清检测IgG和BT50。

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
DMEM培养基Invitrogen--
胎牛血清Invitrogen--
青霉素-链霉素Gibco--
jetPRIME转染试剂POLYPLUS--
RIPA裂解液Thermo Scientific--
上样缓冲液Thermo Scientific--
HRP标记的山羊抗小鼠IgGBioss--
HRP标记的抗GAPDH抗体Bioss--
eBioscience™固定/透化浓缩液Thermo--
大鼠抗小鼠CD8α-PE/CY7SouthernBiotech--
仓鼠抗小鼠CD3ε-FITCSouthernBiotech--
IL-4单克隆抗体eBioscience™--
IFN-γ单克隆抗体eBioscience™--
96孔微孔板NEST--
HRP标记的山羊抗小鼠IgGBioss--
HRP标记的兔抗牛IgGBioss--
TMB底物NCM Biotech company--
猪胃黏蛋白III型Meilunbio--
TMB底物NCM Biotech company--

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
细胞培养与病毒构建
HEK-293细胞培养条件(37℃、5% CO2、DMEM+10% FBS+1%抗生素);转染试剂jetPRIME;P2A连接基因序列
阅读提示:Materials and methods: Plasmids, cells, and animals; Construction of recombinant adenovirus
病毒鉴定
感染复数(MOI=0.1);IFA检测时间(36小时);Western blot检测时间(48小时);抗体稀释度(1:1000)
阅读提示:Materials and methods: Indirect immunofluorescence assay; Western blotting; Results: Construction and identification
病毒纯化
色谱方法;OD260/OD280比值范围(1.2-1.3);TCID50计算
阅读提示:Materials and methods: Chromatographic purification
小鼠免疫
小鼠品系/周龄(BALB/c,6-8周);分组(9组,每组6只);免疫途径(IM/口服);免疫剂量(2×10^5或2×10^6 TCID50);初免后2周加强
阅读提示:Materials and methods: Immunization in mice and calves; Table 1
犊牛免疫
犊牛品种/年龄(荷斯坦,3月龄);分组(2组,每组3头);免疫途径(IM);免疫剂量(2×10^7 TCID50/mL,2 mL);初免后3周加强;采血时间点(0、21、35、49天)
阅读提示:Materials and methods: Immunization in mice and calves; Table 2
ELISA
包被蛋白浓度(0.5 μg/mL);血清稀释;二抗稀释度(1:5000);TMB底物
阅读提示:Materials and methods: Indirect ELISA
BT50
PGM III浓度(20 μg/mL);VP1蛋白浓度(1 μg/mL);血清初始稀释度(1:20);阻断率计算公式
阅读提示:Materials and methods: BT50 assays
流式细胞术
免疫剂量(2×10^6 TCID50);免疫途径(IM);加强时间(2周后);刺激物(BNoV-VP1和BNeV-VP1各50 μg/mL);蛋白转运抑制剂(2 μL/mL);抗体种类和荧光标记
阅读提示:Materials and methods: Flow cytometry assays