在经过基因改造的Ogataea minuta系统中生产并表征类诺如病毒颗粒疫苗候选物

《Journal of Bioscience and Bioengineering》:Production and characterization of norovirus virus-like particles vaccine candidates in a genetically modified Ogataea minuta system

【字体: 时间:2025年12月21日 来源:Journal of Bioscience and Bioengineering 2.9

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  诺如病毒GII.4 VP1蛋白通过低甲醇喂养的O. minuta双突变株实现胞内表达并纯化,获得13.4 mg高纯度蛋白。电镜证实其形成的VLPs结构稳定,ELISA显示强抗原性及与血型抗原特异性结合。动物实验表明肌肉注射诱导系统IgG,鼻/舌下黏膜途径诱导IgG、IgA及黏膜IgA,脂质A佐剂显著增强免疫应答。

  
津田雅志(Masashi Tsuda)| 中谷由纪(Yuki Nakatani)| 长谷智(Satoshi Baba)| 吉田久美(Kumi Yoshida)| 索梅谷和彦(Kazuhiko Someya)| 小寺良国(Yoshikuni Onodera)| 野中幸一(Koichi Nonaka)| 千叶康則(Yasunori Chiba)
第一三共株式会社生物技术研究实验室1部,日本群马县千代田市370-0503
开发针对诺如病毒的有效疫苗仍然是公共卫生领域的重点任务。诺如病毒GII.4型的衣壳蛋白VP1作为一种有前景的疫苗候选物,是通过甲基营养酵母Ogataea minuta的生产系统制备的。该蛋白在细胞内表达后,通过固定化金属亲和层析和阴离子交换层析进行纯化,从50毫升培养上清液中获得了13.4毫克的纯化VP1蛋白。通过透射电子显微镜确认,基于VP1的病毒样颗粒(VLPs)在冻融后仍能保持其结构。以VLPs形式纯化的VP1蛋白表现出强烈的抗原性,并且能够特异性地与组织血型抗原结合,这一结果通过酶联免疫吸附测定(ELISA)得到验证。在BALB/c小鼠中的免疫原性研究表明,肌肉注射所有测试剂量均能诱导出强烈的血清IgG反应,且没有明显的剂量依赖性差异。此外,鼻内或舌下黏膜给药还能诱导全身性IgG、IgA和黏膜IgA反应。脂质A佐剂显著增强了这些免疫反应。这些发现表明O. minuta生产系统能够生产出具有免疫原性的诺如病毒VLPs作为疫苗候选物。

章节摘录

酵母菌株和培养基

所有使用的菌株均来源于O. minuta tat10113(16)。将质粒pOMEA-Z1/aF-VP1或pOMEA-Z1/VP1导入tat10113中,以生产诺如病毒VLPs的VP1亚单位蛋白。这些质粒含有编码VP1蛋白的核苷酸序列,该序列基于GenBank中登录号为BAQ55213.1的氨基酸序列合成。质粒pOU1/PDER-PKA(12)也被引入重组菌株中,以共同表达伴侣蛋白Pdi1和Ero1。

利用O. minuta异源蛋白生产系统表达VP1蛋白

为了获得高产VP1蛋白的菌株,我们使用了O. minuta的双突变菌株,该菌株的酒精氧化酶1基因(AOX1)和Prb1蛋白酶基因(PRB1)均被破坏。我们之前的研究表明,在低甲醇喂养条件下,这种双突变酵母系统能够提高异源蛋白的生产效率(16,17)。VP1蛋白的生产菌株按照“材料与方法”部分中的描述进行培养和生成。

讨论

在本研究中,我们成功利用O. minuta prb1 aox1Δ双突变菌株在低甲醇条件下实现了诺如病毒VP1蛋白的细胞内生产。尽管有报道称K.phaffii可以分泌VP1蛋白(12),但我们尝试通过酵母分泌系统添加α因子信号序列进行生产时效果不佳(见图S1)。由于所生产的VP1蛋白保留了α因子信号序列但缺乏糖基化修饰

CRediT作者贡献声明

津田雅志(Masashi Tsuda):撰写初稿、数据可视化、实验研究、数据分析、概念构建。中谷由纪(Yuki Nakatani):资源获取、实验协助。长谷智(Satoshi Baba):研究指导、概念构思。吉田久美(Kumi Yoshida):撰写内容、审稿与编辑。索梅谷和彦(Kazuhiko Someya):撰写内容、审稿与编辑。小寺良国(Yoshikuni Onodera):撰写内容、审稿与编辑。野中幸一(Koichi Nonaka):撰写内容、审稿与编辑、研究指导、概念构思。千叶康則(Yasunori Chiba):撰写内容、审稿与编辑、研究指导。

致谢

本研究未获得任何资助。津田雅志、中谷由纪、长谷智、吉田久美、索梅谷和彦和野中幸一均为第一三共株式会社的员工。
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