三元杂交猪SLA Ⅰ等位基因多态性分析及晶体结构研究
主要组织相容性复合体Ⅰ(MHCⅠ)参与内源化抗原的加工递呈，进而激活相应的CD8+T细胞，启动细胞免疫反应。MHCⅠ类分子具有限制性和多态性。限制性表明MHCⅠ类分子在激活细胞免疫中的重要性。多态性使群体增强了抗病毒的能力，对群体的生存有益，但是对于筛选适合种群中多数个体的通用CTL表位抗原却带来了巨大困难，往往针对某一个等位基因的CTL表位仅仅在极少数个体中产生细胞免疫反应。为此，本文主要针对SLAⅠ类分子（猪的MHCⅠ类分子）的多态性进行研究，确定在猪中高频出现的SLAⅠ类分子，以此分子进行CTL表位研究，筛选覆盖范围广的CTL表位。另一方面在猪SLAⅠ类分子中引入超级型的分类方法，该方法是从SLAⅠ类分子的功能出发，以CTL表位多肽结合基序为基础建立的。通过建立的超级型可以筛选到通用的CTL表位，很大程度上克服CTL表位动物覆盖率问题，这项研究尚未发现相关文献报道。主要实验结果如下:1、三元杂交猪（杜洛克×长白猪×大白猪或杜洛克×大白猪×长白猪）因其优良的生长性能在我国广泛养殖，本文以该种猪为研究对象，建立了SLA-1、SLA-2和SLA-3等位基因的克隆方法，获得164条新的等位基因，其中包括84条SLA-1类分子等位基因、67条SLA-2类分子等位基因和13条SLA-3类分子等位基因，丰富了SLAⅠ类分子等位基因数据库。获得了3个SLA-1、SLA-2、SLA-3表达频率最高的三元杂交猪SLAⅠ等位基因，即:SLA-1*a01、SLA-2*b01和SLA-3*c01。出现频率分别为:22.7％、20.7％和26.0％。 2、对猪SLAⅠ等位基因进行了系统全面的超级型分析。本研究对145条新等位基因和55条IPD收录的等位基因进行超级型分析，获得A、B、C和D四个超级型，超级型A、B、C又分别各分出3个超级亚型。同时确定了各个超级型的氨基酸结合基序，以此作为通用CTL表位的筛选工具。通过此方法，可以在不影响多肽抗原动物覆盖率的前提下，很大程度上减少待筛选抗原肽的数量。这样在研发新型疫苗的过程中，可以降低筛选多肽抗原的动物的使用量，节约研发成本和时间。 3、获得了pSLA-1*a01和pSLA-3*c01两个SLAⅠ类分子的晶体，对这两个SLAⅠ类分子的晶体进行了结构解析，研究了其所呈递的多肽与SLAⅠ类分子的作用机制，分析了CTL表位多肽各个氨基酸与SLAⅠ类分子主要的作用力及多肽结合槽各个口袋的特点。发现了SLA-3*c01等位基因中，Tyr84氨基酸不同于其它SLAⅠ等位基因，出现了向外大幅度摆动现象，这种情况在猪的SLAⅠ类分子结构中未有相关文献报道。这导致F口袋向外侧延伸，但仍然保持MHCⅠ类分子特有的封闭状体。这使得SLA-3*c01分子可以呈递超过12肽的CTL表位，扩大了SLAⅠ类分子呈递表位范围。 4、利用超级型氨基酸结合基序和高频等位基因筛选了6条O型口蹄疫病毒CTL表位，通过动物实验鉴定了其中的2条多肽（P1和P6）能够引起机体分泌出较高的IFN-γ，表明其具有较好的细胞免疫的免疫原性。辅以口蹄疫B细胞表位后，两条多肽抗原可以较好的辅助市场常规使用的口蹄疫灭活疫苗，可以提高机体的IFN-γ表达水平，激发针对口蹄疫的细胞免疫;在体液免疫方面，有利于抗体的产生，提高体液免疫效率。在免疫早期(14天)产生较高的抗体滴度，有利于正在发病猪场的疫情控制，免疫28天时，加入多肽组比对照组在中和抗体方面有明显提高。由此可见，本文开发的2条口蹄疫多肽抗原对传统口蹄疫疫苗起到很好的增强作用。 本研究所获得的猪SLAⅠ高频等位基因和超级型分类方式可以帮助研究者筛选鉴定有关猪病毒高覆盖率的通用CTL表位，为开发新型CTL表位多肽疫苗奠定了基础;所考察的相关晶体结构对进一步研究SLAⅠ类分子与多肽的作用关系提供了很好的借鉴价值。
口蹄疫;多肽疫苗;组织相容性复合体Ⅰ;等位基因;单核苷酸多态性;晶体结构
北京化工大学
博士
化学工程与技术
喻长远
2020
中文
S855.3
2020-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）