水稻中重组保护性抗原的植物表达用于开发抗炭疽口服疫苗

《Plant Physiology Reports》：Plant-based expression of recombinant protective antigen in rice for the development of oral vaccine against anthrax

　　

摘要

牲畜中炭疽暴发病例在地方病流行区和全球范围内日益增多，对动物健康构成了严重威胁，并增加了人类感染的风险。此外，炭疽芽孢杆菌孢子在环境中的持久存在及其作为生物武器被滥用的潜在可能性，凸显了对有效预防策略的迫切需求。应用植物作为生物反应器来生产疫苗等重组生物分子，已受到广泛关注。在本研究中，编码保护性抗原（PA）的炭疽芽孢杆菌pagA基因经过密码子优化，并通过农杆菌介导的植物转化转移到了水稻（Oryza sativa）基因组中。PA 是炭疽毒素复合物中主要的免疫原性成分，是下一代疫苗的目标。再生了多个独立的转化事件。以转基因植物的基因组 DNA 为模板，通过 PCR 确认了 T-DNA 在宿主基因组中的整合。通过 RT-qPCR 确认了 RNA 水平的转基因表达，并通过免疫印迹确认了蛋白质水平的表达。随后，定量 ELISA 显示转基因水稻叶片中的表达水平高达 1.5%，种子中高达 2.5%。此外，体外稳定性测定表明，与羊肠内容物孵育 4 小时后，约 76% 的植物产生的保护性抗原仍具有免疫反应性。进一步而言，将保护性抗原生物包裹在植物细胞区室内可以防止抗原过早降解，并提高其在胃肠道条件下的稳定性。总之，这些发现突显了植物基口服抗炭疽疫苗在牲畜中的潜力，在稳定性、可扩展性和施用便利性方面具有优势。