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假病毒在狂犬病中和性单克隆抗体研究中的应用
狂犬病(rabies)是由Lyssavirus病毒属病毒引起的一种急性人畜共患传染病,患者以中枢神经系统病变为主,病死率几乎100％.全世界每年约有5.5万人死于狂犬病,主要集中在亚洲和非洲发展中国家和不发达国家,印度和中国年均狂犬病死亡人数居全球第一和第二位[1-2].应用狂犬病疫苗和免疫球蛋白(rabies immune globulin,RIG)进行狂犬病暴露后处置是预防狂犬病发生的有效措施,采用世界卫生组织(world health organization,WHO)推荐的狂犬病中和抗体检测快速荧光灶抑制试验(rapidfluorescent focus inhibition test,RFFIT)进行狂犬病暴露后处置效果监测可及时发现问题采取补救措施.
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血凝素蛋白裂解位点对H5亚型禽流感病毒侵入细胞的影响
目的 通过RT-PCR反应获得了H5N1亚型禽流感病毒完整的血凝素基因(HA)并克隆到真核表达载体pcDNA3上,通过转染293T细胞进行了瞬时表达验证.方法 采用PCR定点突变技术,将其HA基因裂解位点的氨基酸组成由RKKR↓GLF突变为RSSR ↓ GLF,使其具有低致病性AIV的分子特征,并构建了表达突变后HA基因的真核表达载体pcDNA-Hm.将pcDNA-H5和pcDNA-Hm分别与MuLV假病毒构建体系的两种质粒pHIT60和pHIT111共转染转化了SV40大T抗原的人胚肾细胞293T后,收集转染细胞上清,通过Western-blot和细胞感染性实验来研究假病毒的特性.用缺乏囊膜蛋白和已经证实可以形成MuLV假病毒的水泡性口炎病毒糖蛋白G作为对照.结果 转染后形成假病毒进行裂解后进行Western-blot证明两种HA蛋白都能够整合到各自的假病毒颗粒表面,野生型的HA可以检测到三条带,分别与HA0、HA1和HA2大小相符,而突变后的HAm则仅能检测到一条带,与HA前体大小相符,说明其失去了裂解活性.通过感染293T、COS-7和NIH3T3三种不同的靶细胞后发现野生型的HA所形成的假病毒MuLV-H5具有感染性和泛嗜性,而突变后的HA所形成的假病毒则失去了感染性.结论 可以得出HA蛋白裂解位点的氨基酸组成不仅对H5亚型禽流感病毒的致病性有影响,对禽流感病毒侵入细胞也具有至关重要的作用.
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猪繁殖与呼吸综合征病毒M蛋白介导的E蛋白假型鼠白血病病毒的构建
利用RT-PCR法扩增猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)ORF5和ORF6基因,分别构建pcDNA-ORF5、pcD-NA-ORF5/6和pcDNA-ORF5-ORF6真核表达载体,磷酸钙共沉淀法瞬时转染293T细胞,48h后收集细胞,流式细胞仪检测,结果表明:PRRSV ORF5基因编码囊膜蛋白(E蛋白)能在在293T细胞表面表达,而由共表达M蛋白(ORF6基因编码的基质蛋白)介导的E蛋白的表达量比单独E蛋白表达量高,串联表达与单独E蛋白相比较低.将pcDNA-ORF5、pcDNA-ORF5/6和pcDNA-ORF5-ORF6分别与MuLV假病毒构建体系的两种骨架载体pHIT60(包括MuLV的结构蛋白基因,即gag和pol)和pHITlll(为MuLV的基因组,还包括一个报告基因LacZ)瞬时共转染293T细胞,48h后收集假病毒上清,超速离心后通过Western blot证实E蛋白能够在此假病毒颗粒表面表达,证明E蛋白已整合到此假病毒粒子表面.将整合PRRSVE蛋白的假病毒粒子分别感染Marc-145和PAM宿主靶细胞,均能检测到LacZ基因的表达,结果表明:所构建的假病毒粒子具有感染性,且由M蛋白介导的MuLv-E/M感染性比MuLV-E假病毒感染性高.
关键词： 假病毒 鼠白血病病毒 猪繁殖与呼吸综合征病毒 ORF5/6基因 -
悬浮驯化HEK-293FT细胞表达人乳头瘤病毒16型假病毒及其冷冻电镜结构解析
为了大量获得人乳头瘤病毒(HPV) 16型的假病毒颗粒(PsV),将贴壁生长的293FT细胞驯化成为悬浮细胞系进行大规模的悬浮培养,同时优化假病毒纯化方法,并使用冷冻电镜解析其三维空间结构.本研究通过逐步降低培养基中血清浓度和加入抗聚团剂等方法,获得了可在Wave生物反应器中大规模悬浮培养的293FT细胞,经过携有HPV16 L1、L2基因和GFP报告基因的质粒转染,实现了大规模制备HPV16假病毒;利用CsCl等密度和蔗糖密度梯度超速离心的方法,获得高纯度的HPV16假病毒颗粒,滴度为8.2× 105 TCID50/μL;蛋白印迹结果显示HPV16假病毒中含有L1和L2蛋白,定量ELISA测得L1蛋白的含量为156.0μg/mL;后使用Tecnai G2 F30冷冻电镜和Falcon电子直接探测相机采集冷冻HPV16假病毒的图像,应用AUTO3DEM软件解析其结构,结构分辨率为14A,呈现为T=7的等二十面体对称结构,直径为600A.本研究为HPV疫苗临床血清中和检测、高分辨率HPV16假病毒的结构解析及L1和L2相互作用研究奠定了良好基础.
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人乳头瘤病毒(HPV)58型DNA疫苗免疫原性的初步分析
为了检测HPV 58型不同L1基因的DNA疫苗的免疫原性,以pcDNA3.1为载体分别构建含HFV 58型不同L1基因的DNA疫苗,命名为L1h、L1h△c、L1S、L1SM和L1wt.用免疫印迹法检测各DNA疫苗的体外表达情况;各重组质粒与pcDNA3.1-h58L2和pcDNA3.1-GFP共转染293FT细胞,检测其形成假病毒的能力;并将各DNA疫苗肌肉注射免疫小鼠,利用假病毒中和实验检测中和抗体水平,用ELISPOT检测细胞免疫情况.结果显示,本实验成功构建了五种DNA疫苗,L1h△c的体外表达量高,L1S和L1SM的表达量次之,L1wt没有表达;重组质粒L1S能够形成假病毒,而其他四种重组质粒均不能形成假病毒.L1S和L1h均可在小鼠体内诱导中和抗体,但L1S诱导的中和抗体的平均滴度为1:6 400,明显高于L1h诱导的中和抗体水平(平均滴度为1:48),而其他疫苗在小鼠体内未产生中和抗体.对五种疫苗均未检测出特异性的细胞免疫反应.结果提示,体外能够组装成假病毒的DNA疫苗在免疫动物后可诱导高滴度的中和抗体,为今后DNA疫苗的筛选提供参考.
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三种丙型肝炎包膜感染性假病毒颗粒的制备及初步应用研究
本研究构建携带HCV代表株H77(1a)、中国HeBei株(1b)以及JFH-1株(2a)丙型肝炎病毒完整的E1-E2包膜糖蛋白基因的表达质粒,间接免疫荧光法及Western blot验证了其在细胞膜(293细胞)上的正确表达.三种包膜质粒分别与慢病毒包装质粒pHR'CMV△8.2及携带EGFP报告基因的自灭活(Self-Inactivating,SIN)转移质粒pCS-CG共转染293FT细胞,产生三种不同基因型的丙型肝炎包膜感染性假型(pseudotyped)病毒颗粒,免疫荧光与Western blot分析验证了E1/E2包膜糖蛋白在假病毒颗粒上的表达与掺人,利用p24 ELISA法及感染性实验对HCV假病毒进行滴定.从上清中获得的HCV假病毒可以在体外感染肝癌细胞系Huh7及Huh7-CD81(且后者上的感染效率约为前者上的2～3倍);利用针对HCV E2蛋白的具有广谱交叉中和活性的单克隆抗体AP33建立了基于上述假病毒颗粒的丙肝病毒体外中和抗体滴定方法,并应用于丙型肝炎患者体内的中和抗体水平的研究.本研究成功包装了包括中国流行株在内的3种不同基因型的HCV包膜感染性假病毒颗粒并建立了基于假病毒颗粒的HCV体外中和抗体检测方法,为研究HCV感染早期特性及特异抗病毒药物的体外筛选提供了有效模型,并可用于HCV感染者体内及HCV基因工程疫苗免疫后中和抗体水平的分析.
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SARS-CoV假病毒中和试验技术的建立及评价
为避免传统的SARS病毒中和试验需要操作活毒而存在的生物安全隐患,建立了基于假病毒系统、操作较安全的SARS中和试验技术平台.本研究应用高效表达SARS-CoV S(密码子优化的全长S蛋白,简称S)的真核表达载体(pVRC8304),与HIV慢病毒包装质粒(p CMV△8.2)及转移质粒(pHR'CMV EGFP)3个质粒载体系统共同转染人胚肾细胞293T,包装了SARS假病毒;通过SARS假病毒感染的RD-A细胞中标记基因EGFP表达的分析,确定SARS假病毒能有效进入细胞,建立了可在BSL-2级实验室操作的SARS病毒中和试验技术平台.用该技术平台对不同免疫血清进行了中和抗体分析,并比较了基于假病毒和基于SARS活病毒的中和试验效果.结果显示:SARS假病毒和SARS活病毒两个中和试验系统获得中和抗体滴度变化趋势一致,表明本研究构建的SARS假病毒可替代SARS活病毒用于建立操作上安全的SARS病毒中和试验技术平台.
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高滴度感染力H5N1亚型禽流感病毒假病毒颗粒的制备
利用一个瞬时共转染系统,将H5N1亚型禽流感病毒的血凝素(Hemagglutinin,HA)蛋白与神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)蛋白整合到鼠白血病病毒假病毒颗粒表面,包装成表达HA与NA的假病毒颗粒,通过透射电子显微镜形态学观察、感染滴度分析、血凝试验和中和试验研究其生物学特性.研究获得了高滴度感染力的H5N1假病毒颗粒(H5N1 Pseudotyped particle,H5N1Pp),H5N1Pp的感染力滴度为108 Pp/mL,形态、血凝活性及中和特性均与野生H5N1病毒相似,结果为H5N1病毒受体、HA与NA的功能、中和抗体、抗病毒药物开发研究的开展建立了平台.
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HIV-1膜抗原部分位点的改造对假病毒形成及感染能力的影响
研究HIV-1膜抗原部分位点的改造对假病毒形成及病毒感染能力的影响.本实验采用环形诱变和DpnI筛选的方法对env进行定点突变.用获得的克隆和骨架质粒pSG3△env共转染293FT细胞,收获假病毒后用TZM-b1细胞进行单周期感染试验,检测特定位点改造对功能性假病毒形成能力的影响.改造之前样品S12-42-1的免疫印记的实验结果显示弥散的条带,蛋白大小约160kD,但单周期感染试验中其S/CO(样品信号值与临界值的比值)小于1,即不能形成假病毒.将该样品第457位氨基酸由丙氨酸变成天冬氨酸后,用突变体S12-42M进行单周感染试验,其S/CO值为6.65,表示突变体能够形成假病毒.结果表明HIV-1膜抗原部分位点的改变影响假病毒的形成或假病毒感染细胞的能力.
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中东呼吸综合征冠状病毒重组疫苗研究进展
中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East respiratory syndrome corona virus,MERS-CoV)自发现以来就引起了人们的广泛关注,研制针对该病毒的有效疫苗成为近期的研究热点.本文主要介绍该病毒重组疫苗方面的研究新进展,包括动物模型的选择以及重组亚单位疫苗、重组活载体疫苗、假病毒疫苗的构建与优化.在对该病毒重组疫苗的研究新进展做出相关总结的基础上,对进一步验证疫苗安全性和有效性等的发展方向提出展望.
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埃博拉病毒扎伊尔亚型多引物自配引发等温扩增方法的建立
鉴于目前埃博拉疫情在西非流行和输入国内的潜在风险,开发快速准确易普及的检测埃博拉病毒的方法对埃博拉防控具有重大意义.本文拟建立一种基于颜色判定简单、快速和灵敏的方法,即多引物自配引发等温扩增技术(isothermal multiple self-matching initiated amplification,IMSA)应用于埃博拉病毒扎伊尔亚型的检测.该技术设计了分别对应于埃博拉病毒扎伊尔型核蛋白(nuclear protein,NP)基因的7个区段的6条特异引物,在等温(63℃)条件下进行核酸扩增反应1小时,在扩增前加入HNB染料(羟基萘酚蓝)作为反应指示剂,以HNB染料颜色变化作为结果判定的标准.文中利用这种技术与RT-qPCR分别对含有目的片段的假病毒的系列稀释物以及模拟临床样本进行灵敏度分析,同时对30例健康人血浆以及登革病毒、日本脑炎病毒样本进行特异性分析.在塞拉利昂完成了81例埃博拉疑似病例血液样本的检测.结果显示RT-IMSA方法检测灵敏度与RT-qPCR方法的灵敏度相当,30例健康人血浆样本检测均为阴性,并且与登革病毒及日本脑炎病毒无交叉反应.与获得批准的荧光定量PCR试剂盒比较,RT-IMSA检测81例临床样本的结果为53例阳性,23例阴性,5例假阴性.灵敏度和特异性分别为91.4％和100％.因此,相较于RT-qPCR的高成本和复杂操作,RT-IMSA方法具有快速、简单的检测优势.
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靶向SARS-CoV spike中和抗体的检测
目的 建立靶向SARS-CoV spike中和抗体的检测模型.方法 构建优化的全基因SARS-CoV spike质粒免疫小鼠产生S1190抗血清,与合成的结合受体ACE2的S318-510蛋白进行作用,通过荧光显微镜观察对SARS假病毒感染抑制作用的变化以确证中和抗体的高效性.结果 SARS-CoV spike质粒诱导产生的S蛋白全长抗血清不但可以有效中和SARS假病毒进入HEK293E/ACE2-Myc细胞,S318-510蛋白的预处理可以降低抗血清对SARS假病毒的进入抑制效应.结论 受体结合部(RBD)的S318-510蛋白靶向SARS-CoV spike中和抗体的检测模型得到有效的验证.可以作为直观迅速判断中和抗体是否高效的模型推广至不具备P3级别的实验室.
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高致病性禽流感病毒H5N1血凝素蛋白中和抗体及表位的鉴定
目的 制备并鉴定中国境内流行的高致病性禽流感病毒H5N1血凝素蛋白(HA)的中和抗体及其表位.方法 选取9个HA候选抗原表位序列设计串联表位,利用表面线性表位抗体库(SEAL)专利技术制备单克隆抗体.亲和层析纯化抗体,酶联免疫吸附实验检测亚型及与合成肽结合的剂量依赖性,假病毒微量中和实验筛选中和抗体,免疫印迹法验证与不同毒株HA的结合.结果 共制备了23株单抗,其中亚型鉴定10株为IgG型;证明3株IgG3亚型的抗体具有高中和活性,均能与4种不同分枝HA结合;中和抗体识别肽为“LIKKNNAYPT”和“R/KSSFFRNV-VW”且具有剂量依赖性.结论 鉴定出3株分泌抗中国境内流行H5N1 HA的中和抗体,其对应的HA抗原表位为中和表位,可作为H5N1疫苗研制的候选表位.
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趋化因子受体CCR5反义RNA在真核细胞中的表达
目的构建趋化因子受体CCR5反义RNA真核表达载体并获取重组假病毒颗粒以用于抗HIV-1研究.方法用RT-PCR法从健康人外周血单个核细胞(PBMCs)中获得趋化因子受体CCR5翻译起始区的基因片段,并以正、反两个方向定向插入到真核表达载体pLXSN上.重组载体用脂质体转染剂(lipofect AMINE)转染PA317包装细胞,抗-G418克隆的细胞上清经逆转录后用荧光定量PCR(FQ-PCR)测定假病毒滴度,进一步感染NIH/3T3细胞.结果 CCR5正、反义RNA的真核表达载体,经PA317细胞包装形成的假病毒颗粒已成功地感染NIH/3T3细胞,目的基因在该细胞中得到整合与表达.结论从PBMCs中获得的趋化因子受体CCR5基因片段通过逆转录病毒载体可转移至真核细胞中并得到表达,为进一步研究CCR5反义RNA的抗HIV-1作用奠定了基础.
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六株不同地区分离的H7N9流感病毒假病毒制备与生物学特性研究
目的 选择不同地区分离的H7N9亚型流感病毒代表株,制备各代表株的假病毒,为H7N9疫苗对不同地区毒株的免疫保护效果评价奠定基础.方法 通过对29株H7N9流感病毒血凝素(Hemagglutinin,HA)的氨基酸序列分析,获得6株不同地区H7N9亚型流感病毒代表株病毒;采用基于慢病毒载体的假病毒包装系统,以HA与神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)作为包膜质粒,包装获得6株带有荧光素酶报告基因的假病毒;通过电镜负染、Western blot检测、感染MDCK后的荧光素酶读值和血凝试验等了解6株假病毒的生物学特性,通过血清交叉中和试验了解其在中和抗体检测中的应用情况.结果 筛选获得6株不同地区分离的H7N9流感病毒代表株并制备了相应的假病毒颗粒,电镜下可观察到典型的流感病毒形态,Western blot可检测到HA、NA和P24的表达;滴度测定结果显示6株假病毒对MDCK细胞的感染力为104～ 105TCID50/50μl,血凝活性可达64～ 512;SH1上海株H7N9 HA疫苗免疫血清针对6株流感假病毒100TCID50剂量的中和效力不同,提示6株假病毒可用于疫苗的交叉免疫效果评价.结论 成功获得6株H7N9不同地区代表株流感假病毒,为疫苗的免疫效果评价奠定了基础.
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HIV-1包膜蛋白2G12和2F5中和表位的改造对假病毒形成及中和活性的影响
目的 研究HIV-1膜蛋白(Env)特定中和表位的改造对功能性假病毒形成及中和活性的影响.方法 采用环形诱变及Dpn I筛选的方法对Env进行定点突变,将2G12和2F5两个中和表位整合入不含该表位的BC亚型的Env上,比较改造对假病毒的形成情况及对2G12和2F5单抗的中和活性的影响.结果 对5株假病毒(BC02、BE03、BC04、BC05和BC12)的Env特定中和表位进行改造,其中BC04和BCl2的2G12表位改造后,不能形成假病毒,BC02、BC03和BC05增加2G12和2F5两个表位后,仍能够形成假病毒,且假病毒滴度较改造前无明显变化,改造后的BC03假病毒较改造前对单抗2G12和2175的中和活性均有所提高,而改造后的BE02和BC05假病毒较改造前对单抗2F5的中和活性增强,而对单抗2G12的中和活性无变化.结论 2G12中和表位部分位点的改造影响假病毒的形成,中和表位的增加能够提高单抗2G12的中和活性,为免疫原的优化提供了新思路.
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携带绿色荧光蛋白基因的单轮感染活性HIV假病毒的建立及其活性检测
目的构建携带绿色荧光蛋白基因的HIV假病毒载体,并研究该载体包装的HIV假病毒的感染活性,为进一步进行HIV生物学研究与中和抗体实验室评价搭建安全的技术平台.方法将增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,EGFP)基因插入到骨架质粒pNL43 Luc R-E-的nef基因读码框,获得携带EGFP基因的质粒pNL43 EGFP R-E-;通过将pNL43 EGFP R-E-与编码HIV膜蛋白的质粒共转染293T细胞,收集上清,获得携带EGFP基因的HIV假病毒.该假病毒感染CD4+CCR5+的HOS细胞后可表达绿色荧光,这样通过流式细胞仪可测定表达绿色荧光的细胞数与细胞感染率.结果携带绿色荧光蛋白基因的HIV假病毒感染CD4+CCR5+的HOS细胞后,被感染的细胞可以表达绿色荧光蛋白,细胞的感染率与病毒加入量呈线性关系.结论获得了携带绿色荧光蛋白基因的HIV假病毒载体,并建立了具有单轮感染活性的HIV假病毒感染的检测方法.
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整合深圳人源H5N1禽流感病毒株血凝素蛋白的假型逆转录病毒的构建
目的 构建整合深圳人源H5N1禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)株血凝素(HA)的假型逆转录病毒.方法 利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)技术扩增深圳人源H5N1禽流感病毒株HA基因,将扩增产物与pGEM-T载体连接,在经过酶切及测序鉴定后,通过Sal Ⅰ与BamHⅠ酶切位点将HA基因克隆至真核表达载体CMV/R,然后协同转移载体pHR-Luc、包装载体pCMV&8.2通过磷酸钙共沉淀法转染人胚肾细胞(293T),72 h后收集假病毒上清,超速离心后通过Western blot鉴定假病毒颗粒HA、P24蛋白的表达,同时测定HIV-HA假病毒对犬肾传代细胞(MDCK)、宫颈癌上皮细胞(HeLa)、中国仓鼠卵母细胞(CHO)和293T等4种不同细胞株的感染活性.结果 深圳人源HSN1禽流感病毒株A/Shenzhen/406H/06属于subelade2.3,其HA基因开放读码框编码567个氨基酸,在GenBank登录号为EF137706.经Sal Ⅰ与BamH Ⅰ双酶切鉴定HA基因成功克隆至真核表达载体CMV/R.将pHR-Luc、pCMV&8.2、CMV-HA共转染293T细胞后,所收集的假病毒经Western blot证实假病毒颗粒不仅含有HIV基质蛋白P24,还可以整合AIV HA蛋白,并且能够由前体蛋白HA0裂解为具有生物活性的HA1和HA2蛋白.HIV-HA假病毒可以感染MDCK、HeLa、CHO、293T等4种靶细胞,表明所构建的假病毒具有感染活力,且具有广泛的宿主范围.结论 本研究成功构建整合A/Shenzhert/406H/06 HA蛋白的假型逆转录病毒,并且HIV-HA假病毒具有良好的感染活性,从而为下一步筛选中和抗体及抗原表位分析奠定基础.
关键词： H5N1型禽流感病毒 血凝素 假病毒 逆转录病毒 -
人乳头状瘤病毒16、45和58型假病毒小鼠感染模型的建立
目的 建立人乳头状瘤病毒(HPV)假病毒小鼠感染模型.方法 将密码子优化的HPV衣壳蛋白基因表达质粒和荧光素酶报告基因表达质粒共转染293FT细胞,48 h后收集裂解细胞,收获假病毒,并对假病毒滴度进行测定.试验小鼠皮下注射甲羟孕酮醋酸酯,4d后阴道灌注壬苯醇醚.9,并在6 h后阴道灌注假病毒,7d后阴道灌注荧光素酶底物,并检测荧光素酶报告基因的表达情况.结果 成功制备了3种型别(HPV16、HPV45和HPV58)的假病毒,其滴度分别为3.7×108TU/ml、1.5×108TU/ml和1.2×108TU/ml.在3种假病毒感染的小鼠体内可见发光区域,其荧光信号强度分别为1.779×106p/s、5.738×105p/s和1.829×106p/s.结论 成功建立了HPV16、45和58型的小鼠感染模型,为HPV感染干预研究、疫苗评价及预防药物的筛选奠定基础.
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以假病毒为基础的HIV-1中和抗体检测体系的建立以及初步应用
目的 建立以假病毒为基础的HIV-1中和抗体检测方法,并对其进行初步应用.方法 从重组质粒中扩增出gp160基因片段,并克隆到pcDNA3.1质粒上,酶切鉴定得到阳性克隆.将阳性克隆分别和pSG3△env质粒共转染获得假病毒.用假病毒分别检测单克隆抗体和HIV-1抗体阳性血清的中和活性.结果 成功地获得了4株假病毒CHB01、CHB02、CHBC03和CHAE04.单克隆抗体4E10可以中和4株假病毒;单克隆抗体2F5不能中和CHBC03假病毒株,但可以中和CHB01、CHB02和CHAE04假病毒株;单克隆抗体IgG1b12 可以中和CHBC03、CHB01和CHB02假病毒株,则不能中和CHAE04假病毒株.43份HIV-1抗体阳性血清中针对不同假病毒的中和抗体明显不同.结论 所获得的假病毒可以用于中和抗体的检测,但不同假病毒株的中和特性不同.
