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免疫组学:21世纪免疫学家的新挑战
编者按随着人类基因组计划的完成,诞生了新的免疫学前沿分支学科--免疫组学(Immunomics),为免疫学的快速发展发挥了重要作用.免疫组学重点研究免疫相关的全套分子、它们的作用靶分子及其功能.免疫组学包括了免疫基因组学(Immunogenomics)、免疫蛋白质组学(Immunoproteomics)和免疫信息学(Immunoinformatics)三方面的研究,特别强调在基因组学和蛋白质组学研究的基础上,充分利用生物信息学、生物芯片、系统生物学、结构生物学、高通量筛选等技术,大规模开展免疫系统和免疫应答分子机理研究,发现新免疫相关分子的功能,为全面系统了解免疫系统和免疫应答提供基础.作者对上述方面作了有重点的论述,我们刊登此文,希望我国免疫学工作者重视免疫组学研究,抓住机遇,发挥各自的优势,开展具有我国特色的各项研究,为免疫组学的研究与开发做出贡献.
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SARS病毒表面蛋白抗原决定簇的免疫信息学分析
SARS病毒是一种新近发现的冠状病毒,其表面蛋白可与细胞上的相应受体结合,导致人类发生严重急性呼吸道综合征(SARS)等疾病.通过免疫信息学的方法,我们对该病毒的表面蛋白进行了分析.结果显示,SARS病毒与常见的人类冠状病毒相比,其编码的表面蛋白中可以被人类免疫系统识别的抗原决定簇明显改变和减少.由此表明,SARS病毒引起人类发生严重疾病的原因可能与该病毒逃避机体免疫识别有关.因此,利用免疫信息学分析SARS病毒特有的或免疫应答比较强的决定簇,从中找到抗原肽疫苗的候选位点,可以为研制针对SARS病毒的有效疫苗提供重要的理论依据.
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抗原表位预测的免疫信息学方法研究进展
表位是抗原分子中由特殊的化学基团组成的结构,根据与抗原受体结合的不同可分为B细胞表位和T细胞表位.B细胞表位是抗原中可被B细胞抗原受体或抗体特异性识别并结合的线性片段或空间构象性结构.B细胞表位只有很少的一部分是线性表位,而绝大部分(约90%)是构象性表位.
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禽流感病毒(H5N1型)血凝素(HA)T细胞抗原表位的预测
目的:应用免疫信息学的方法寻找不同来源的H5N1型禽流感病毒血凝素(HA)的共同抗原决定簇,为发展H5N1型禽流感病毒的表位疫苗打基础.方法:从GeneBank下载不同来源的H5N1型禽流感病毒血凝素(HA)的氨基酸序列,先使用ClustalW1.83生物软件对这些氨基酸序列进行同源性比较,然后使用SYFPEITHI生物学软件分析不同来源氨基酸序列的MHC Ⅰ类分子提呈的抗原肽(抗原决定簇),后寻找共同的、且和MHC Ⅰ类分子结合比较强的抗原肽.结果:不同来源的氨基酸序列同源性虽然不尽相同,但是,他们之间也有一些相同的、并且和MHC Ⅰ类分子结合比较强的抗原肽.结论:利用这些相同的、并且和MHC Ⅰ类分子结合比较强的抗原肽有可能发展H5N1型禽流感病毒表位疫苗,用来预防H5N1型禽流感.
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血吸虫反向疫苗学理论与技术的研究现状与展望
近年发展起来的反向疫苗学,以"序列-结构-功能"思想为依据,以免疫信息学、计算机预测设计以及高通量的各种组学(包括基因组学、转录本组学、蛋白质组学等)综合集成技术为核心,可能为血吸虫疫苗候选分子的发现提供一条新途径.本文简要介绍了反向疫苗学常用的理论预测和实验方法;概述了应用反向疫苗学理论与技术筛选和鉴定血吸虫候选疫苗分子(保护性抗原或表位)的进展情况;后,讨论了通过模拟辐照致弱血吸虫疫苗或人群获得性免疫的效应机制等来发展血吸虫反向疫苗学的可能的研究方向.
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周期型马来丝虫 M29表位基因原核及真核表达载体的构建
淋巴丝虫病是一种严重危害人类健康的虫媒传染病,流行于81个国家和地区[1-2]。全球超过7600万人隐性感染,并伴有内部淋巴系统和肾脏系统的隐性损伤;约4400万人反复感染,并伴有肾功能异常[3-4]。虽然淋巴丝虫病的防治在全球范围内已取得巨大成绩,但由于全球气候变暖,传播媒介广泛存在,人口流动加快、大量外来流动人口的涌入,尤其是沿海经济发达地区,外来务工者中有较多微丝蚴阳性者,外源输入的可能性及丝虫病流行的危险因素始终存在。在丝虫病传播阻断后,残存传染源的微丝蚴血症可持续20年以上,中等密度和较高密度微丝蚴血症者仍可传播丝虫病[5-6]。马来丝虫(Bm)生活史复杂,筛选有效的保护性抗原并有机结合以获得佳保护效应是抗丝虫疫苗研究中的重要内容[7-8]。肌球蛋白是一种广泛存在于真核生物中的功能蛋白,是一种早期免疫显性分子,具有较显著的免疫原性,在丝虫整个生活史中起重要作用[9]。本研究以我国流行的周期型 Bm 为研究对象,通过免疫信息学方法,预测分析周期型 Bm 肌球蛋白的 T 淋巴细胞表位和 B 淋巴细胞表位,构建周期型 Bm M29表位基因原核和真核表达重组质粒,为进一步的免疫学实验打下基础。
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抗体CDR-H3区段的免疫信息学分析
抗原结合部位亲和力是其组成氨基酸理化特性、结构特征的集中体现.CDR-H3位于抗体的抗原结合部位中心,构象多变.本研究从人抗体CDR-H3的氨基酸分布序列信息入手,同时选取12个FDA已批准上市的治疗性抗体药物来分析抗体CDR-H3区段的结构特点.结果显示人H3区段高分布频率长度为12,出现概率高的氨基酸为Tyr,Tyr、Trp、Ser、Thr、Gly 5种氨基酸有助于抗原结合部位构象的形成;所选取的抗体药物CDR-H3区段的长度n∈[7,14],Base区域构象均隶属于K构型,β-发夹结构氢键分布变化各异,其中芳香族氨基酸侧链和带电氨基酸分布对抗原结合具有重要促进作用.
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免疫信息学在抗原虫病疫苗研发中的应用进展
进入新世纪以来,原虫的基因组计划取得了很大的进展.其中,恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)[1]、约氏疟原虫(P. yoelii yoelii)[2]、微小隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)[3]和人隐孢子虫(C. hominis)[4]、硕大利什曼原虫(Leishmania major)[5]、克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)[6]、布氏锥虫(T. brucei)[7]、小泰勒虫(Theileria parva)[8]、刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)(http://www.ToxoTDB.org)的全基因组序列已经发表;其他一些原虫的全基因组序列正在测定和注解中,并已获得大量的EST.
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癌胚抗原CEA168~183多表位肽的免疫原性研究
本研究旨在通过免疫信息学手段预测癌胚抗原(CEA)表位,选择富含T、B细胞免疫优势表位的短肽并对其免疫原性进行分析.一、材料与方法1.材料:限制性核酸内切酶Xhol Ⅰ、BamH Ⅰ、T4连接酶、核酸相对分子质量标准DNA Marker和预染蛋白Marker购自MBI公司.6×His-Tag单克隆抗体购自Bethyl公司.BALB/C小鼠,6~8周,雄性.
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生物医学工程新领域:计算机辅助疫苗设计
计算机辅助疫苗设计是生物医学工程研究的一个新领域.本文论述了计算机辅助疫苗设计出现的时代背景及其主要研究内容、方法与应用;列举了计算机辅助疫苗设计的常用工具;阐述了它的重要意义与发展前景.
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生物信息学在免疫学上的应用
生物信息学的快速发展为免疫学的研究提供了新的手段,如果运用得当,能够大大加快研究进程,降低研究费用,缩短研究周期.兹从免疫学的常用数据库、免疫基因组以及MHC和多肽结合预测等3个方面,对生物信息学在免疫学中的应用进行了综述.
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基于因特网的免疫信息学资源快速查找与利用
免疫信息学(Immunoinformatics)是计算机科学与免疫学、信息科学相结合的交叉学科,其利用计算机技术开展免疫学的生物信息学分析和计算.该文根据作者的实践经验.对因特网上免疫信息资源进行了整理和分类,总结了因特网上获取免疫信息资源的途径及其利用,介绍了一些快速查找方法与技巧,以便读者更迅速更准确地利用因特网上的免疫信息资源.