CVB3类病毒颗粒的分子装配机制研究

Virus-like particle(VLP) is an empty particle composed of one or several viral structure proteins. Due to the highly repetitive viral antigens displayed on its surface, VlP is able to induct potent host immune response.In this study we use coxsackievirus group B3 (CVB3) VLP as reserch object to characterize the mechanism of viral structure protein assembling.Further study of VLP transpotation and processing in dendritic cells will help us to better understand the interaction between dendritic cells and VLP. Finally we evaluate the protective effects of VLP in CVB3 infeced myocarditis mice model. Meanwhile we also compare the VLP, DNA vaccine and protein subunit vaccine in mice model to demonstrate the specificity of VLP immunization. Together we expect to establish baculovirus VLP packaging system through co-expressing three exogenous gene and further understand the VLP assembly at molecular level as well as its immunological mechanism for vaccination. This study would provide us potential theoretical guidance for VLP vaccine design and development in furture.

类病毒颗粒（virus-like particle，VLP）是由一种或几种病毒结构蛋白形成的空心颗粒，由于其表面能够高度重复展示病毒抗原， VLP颗粒具有诱导机体免疫的强大作用。我们以柯萨奇病毒B3(CVB3)VLP为研究对象，利用杆状病毒表达系统，在昆虫细胞表达生产CVB3类病毒颗粒VLP,研究病毒结构蛋白VLP的分子装配机制；通过在树突状细胞研究VLP颗粒的转运和加工途径，进一步认识VLP和树突状细胞的相互作用；最后利用病毒感染小鼠模型，评估VLP对CVB3心肌炎小鼠的保护效果，比较和明确VLP疫苗和DNA疫苗，蛋白亚单位疫苗的免疫保护作用，探讨VLP疫苗的免疫保护作用机制。通过研究，我们期望能够建立表达三外源基因的杆状病毒VLP包装系统，对于VLP颗粒的装配在分子水平上有进一步的认识，同时能更深刻的了解VLP做为疫苗的免疫学作用机制，为VLP疫苗的设计发展提供潜在的理论指导。

VLP（virus-like particle, VLP）是由病毒一种或者几种结构蛋白所形成的空心颗粒， 因为不含有病毒核酸，所以VLP不能自主复制，不具有感染性，而且VLP表面能够重复高密度的抗原表位，从而能够诱导强有力的免疫应答，因此它对多种疾病来说都是一种理想的疫苗形式。VLP及相关的免疫原性研究是VLP疫苗研究的一个方向之一。我们计划在杆状病毒表达系统中研究CVB3 VLP颗粒的分子装配及其免疫学特性及如何被树突状细胞摄取，又如何在树突状细胞内运输加工，我们在国家自然基金委的支持下开展了此课题的研究。.本研究的主要目的就是以CVB3 VLP模型, 研究VLP的分子装配。1）我们首先建立了CVB3诱导的小鼠病毒性心肌炎模型。2）在此基础上，我们利用水泡性口炎病毒VSV反向遗传学系统，在水泡性口炎病毒中插入了CVB3主要结构抗原VP1，制备了含有CVB3 VP1的VSV假病毒颗粒。利用此疫苗滴鼻免疫小鼠，诱导了很好的体液免疫和粘膜免疫，保护小鼠免于致死剂量病毒的攻击。3）我们改造了杆状病毒表达系统，在杆状病毒表面同时插入了水泡性口炎病毒囊膜蛋白VSV-G，提高其在哺乳动物细胞的转导效率，并制备了表达了VP1的重组杆状病毒VLP颗粒。4）引入产气肉毒梭菌肠毒素（Clostridium perfringens enterotoxin, CPE）C端30个氨基酸CPE30，设计了新型的靶向M细胞的chi-CPE30-pVP1黏膜疫苗，建立一高效的新型黏膜疫苗的分子递送系统。我们成功制备了chi-CPE30-DNA复合物颗粒，粒径分析证实chi-CPE30-pVP1为直径约200-400nm，呈球形的颗粒复合物。DNA保护试验证实chi-CPE30可有效保护包裹于其中的DNA，使不被DNase I降解，而在chi-CPE30被降解后DNA又可完整释放，在细胞和小鼠体内能特异性靶向M细胞。5）利用VSV-VP1的类病毒颗粒免疫小鼠，能够检测到小鼠肠系膜淋巴结树突状细胞的成熟。.通过以上CVB3结构蛋白VLP的装配机制研究, 以及在病毒性心肌炎小鼠模型中VLP的免疫学特性探究， 将有助于我们认识VLP颗粒的分子装配机制, 以及在免疫系统中的加工处理过程, 而且本研究可能拓宽我们对VLP颗粒在免疫应答中的作用机制的认识，为抗病毒感染的疫苗设计提供潜在的理论指导。