亚洲带绦虫Ta18的生物学功能及重组枯草芽孢消化道黏膜免疫的抗感染机制研究

Taeniasis asiatica is an important parasitic disease which leads to negative economic and public health consequences in minority regions of Guizhou province. In previous studies funded by NSFC and science and technology grant of Guizhou province, Ta18, as a vaccine candidate, has been screened out from genome and proteome of Taenia asiatica. Almost all experimental animals immunized with homologues of Ta18 (TsOL18 and TsOL45 in Taenia solium or Eg95 in Echinococcus granulosus) can produce protective antibodies against the parasites. The sequence identities of them are not high, but they all comprise a functional domain of fibronectin type Ⅲ(FnIII). In the current project, we put forward the hypothesis that Ta18 may take a part in the adhesion of the larval worm (hexacanth) to extracellular matrix of host tissue, vessel invasion, and migration due to the FnIII domain. The protective antibodies may be induced by the conformational epitopes but not linear epitopes of these proteins. It is likely that unstable expression result in limited applications of recombinant proteins of them. The antigens of Taenia asiatica can be stably expressed on the surface of bacillus subtilis, a kind of intestinal probiotics, and bacillus subtilis can be used as an immunologic adjuvant. So in the preset project, expression system of bacillus subtilis will be employed to express Ta18. We will analyze the invasion capacity of hexacanth the Ta18 functions of which are inhibited by the method of RNA interfere or with anti-Ta18 antibody. In addition, the value of Ta18 as a vaccine candidate will be assessed too.

亚洲带绦虫病是困扰贵州省少数名族地区经济发展的重要寄生虫病。本课题组在国家自然科学基金和贵州省科技基金的资助下，通过亚洲带绦虫基因组学和蛋白质组学研究，筛选具有重要疫苗价值的Ta18抗原。其同源的猪带绦虫TsOL18和TSOL-45及细粒棘球绦虫Eg95的重组抗原免疫能对虫卵攻击感染产生几乎完全的保护。这类蛋白的生物学功能未知，同源性也不高，但都有一个含有纤连蛋白III型的功能域FnIII，申请人从而提出Ta18通过FnIII功能域介导六钩蚴对宿主细胞外基质的吸附和突破血管屏障进行移行的观点。这类蛋白的免疫保护性取决于构象表位而非线性表位，重组蛋白因不容易保持稳定的构象而限制其推广应用。肠道益生菌枯草芽孢能很好保护表达在其表面的抗原，并具有强大的佐剂功能。本项目将采用该疫苗递送系统表达Ta18，评价其抗感染效果，并通过RNAi干扰的六钩蚴的侵袭实验和抗体干预实验，阐明Ta18的生物学功能。

带绦虫是常见的人兽共患寄生虫，人是这三种带绦虫唯一的终宿主，牛和猪是其主要的中间宿主，猪带绦虫（Taenia solium）感染人也可引起后果严重的囊尾蚴病（囊虫病）。我国北部和西部地区是带绦虫病和囊虫病较严重的流行区，尤以滇、黔、桂、川、藏、蒙为甚。研究证实在贵州的都匀地区存在亚洲带绦虫（Taenia asiatica）的流行，从江地区存在牛带绦虫（Taenia saginata）的流行，患者主要是青壮年，对当地的劳动生产危害很大，是严重影响西部欠发达地区社会发展的一个公共卫生问题。针对中间宿主（猪、牛）和终宿主（人）的抗感染疫苗是预防这些寄生虫病的重要策略。.根据已知的猪、牛带绦虫六钩蚴18kD基因的序列，我们从亚洲带绦虫六钩蚴中克隆并鉴定了Ta18基因，生物信息学分析表明，该基因与牛带绦虫18kDa蛋白一致性达99%，与猪带绦虫一致性达97%，所以推断该基因为亚洲带绦虫18kDa基因，命名为Ta18基因。枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis )作为一种新型口服疫苗载体系统大部分枯草芽孢通过胃肠道后仍能存活。枯草芽孢衣壳蛋白融合表达的抗原具有很高的稳定性，能抵抗胃酸和肠道消化酶的破坏，维持蛋白稳定的构象，肠道益生菌枯草芽孢能很好保护表达在其表面的抗原，并具有强大的佐剂功能。.本研究在对Ta18基因进行生物信息学分析和克隆表达的基础上，从枯草杆菌基因组中扩增芽孢衣壳蛋白CotC，将Ta18基因克隆入CotC结构基因的下游，采用枯草原生质体转化法将重组质粒转入枯草杆菌WB600并诱导芽孢生成，成功构建亚洲带绦虫六钩蚴Pus186-CotC-Ta18重组枯草芽孢工程菌，并对Ta18重组枯草芽孢生物学活性的进行相关研究，对其抗感染效果、免疫应答特征等进行评价。研究结果显示重组Ta18枯草芽孢的减虫率达到75.4%，说明重组芽孢能对家猪产生明显的保护性免疫。