保护性新抗原AsnC在布鲁氏菌毒力和免疫保护中的作用机制研究

AsnC is a member of the Lrp/AsnC family that involved in regulation of amino acid and small molecule metabolism, which is associated with intracellular survival and chronic infection of intracellular bacteria. AsnC is a new protective antigen identified in our previous antigen screening. In the present project, the immune responses and virulence regulation of AsnC will be systematically investigated. The IgG isotype and their ratio, secretion of IFN and TDH are analyzed to characterize its immunogenicity. The adaptation to environment, intracellular survival in macrophage and mice were analyzed, to probe into its roles in Brucella virulence. Comparative transcriptome and RT-PCR are used to analyze transcription of AsnC and its target genes. The inhibitory and killing capability of immune response for Brucella and immune reaction induction of asnC mutant are analyzed to define the interaction between immune response induction and virulence. Taken these data, the immunogenicity and protection mechanism of AsnC are evaluated, providing insight for development of new vaccine and drugs for Brucella.

AsnC蛋白是Lrp/AsnC家族的成员，该家族的蛋白参与细菌的氨基酸和小分子代谢物的调控，与胞内寄生菌的胞内生存和慢性感染密切相关。AsnC蛋白是我们鉴定的一个保护性新抗原。本研究拟在前期研究的基础上，分别从诱导的免疫反应和调控布鲁氏菌毒力两个方面进行研究。通过测定IgG类型及比值、IFN-γ等细胞因子的分泌、迟发型变态反应等，分析AsnC蛋白诱导的免疫反应特性，通过突变株在体外压力适应、巨噬细胞内存活、小鼠体内的生存力和慢性感染等多个层面，分析AsnC在布鲁氏菌毒力表型和慢性感染中的作用，通过转录组比较分析、RT-PCR测定基因转录等方法，分析AsnC调控的靶标基因。通过分析AsnC诱导的免疫反应的杀抑菌作用和突变株诱导免疫反应的差异，分析免疫反应与毒力间的相互关系。综合以上数据，全面阐述AsnC蛋白在毒力和免疫保护性中的作用机制，为布鲁氏菌亚单位疫苗和治疗药物的开发奠定基础。

布鲁氏菌病是一种严重危害畜牧业发展和人类健康的人兽共患传染病，是疫苗可预防疾病。在本项目中，对保护性新抗原AsnC蛋白在毒力和免疫调节中的作用进行了系统深入的研究，按照项目任务书要求，完成了任务书的全部研究内容，达到了预期研究目标，主要研究结果与发现包括：1）AsnC在布鲁氏菌感染过程中诱导表达；2）asnC缺失后突变株在体外刺激、细胞内生存和小鼠体内存活的能力降低，表明AsnC参与了布鲁氏菌的毒力调控；3）asnC在感染过程中调控了其它毒力和代谢相关基因表达，表明该蛋白不仅作为代谢相关调控因子，还作为毒力调控因子发挥作用；4）序列及序列分析发现，asnC家族蛋白在序列上同源性较低，但是结构上相似性高，同家族的蛋白均能诱导保护性免疫，表明相似的结构诱导相似的免疫反应；5）缺失突变株诱导了不同的细胞因子和宿主microRNA的表达。该项目研究成果为布鲁氏菌保护性抗原及其免疫保护机制的探讨提供借鉴，为新的疫苗和药物开发奠定理论基础。