AIDS 免疫治疗相关腺病毒载体的构建

艾滋病（AIDS）是人类免疫缺陷病毒（HIV）感染后引起的一种严重危害人类健 康的致死性传染病。抗HIV 药物挽救和延长了很多HIV 感染者的生命，提高了其生活 质量，但是仍然不能治愈AIDS 和预防传播。最终有效控制HIV 传播和感染的方法可能 仍将依赖于HIV 疫苗的应用。HIV 感染对感染者以及社会造成的灾难性后果使得发展 一个有效的艾滋病疫苗变得尤为紧迫和重要。 负载HIV-1 抗原的DC 回输到HIV-1 感染者体内可以诱导产生较强的抗HIV-1 细 胞免疫反应，这种免疫反应理论上和临床试验都表明治疗AIDS 有效，而且对HARRT 治疗能够产生很好的协同作用。我们拟用感染了重组腺病毒的DC，回输到HIV-1 感染 者体内，期望可以较好地控制病毒复制和阻止感染。为此，本研究我们制备了重组腺病 毒vAd-gp140、vAd-tat 和vAd-gp140-tat，为后续研究奠定基础。 结构蛋白Env 是激发抗体反应的抗原，由于Env 全长有较大细胞毒性，本文采用 了截短的gp140 分子，删除了gp41 的胞内段，降低了gp140 蛋白的细胞毒性。同时保 留了gp41 的跨膜区，表达的蛋白可被正确地锚定在细胞表面，提高蛋白的免疫原性。 将gp140 分子克隆到复制缺陷型的腺病毒载体中，用Wester Blotting 方法检测到gp140 在293 细胞中的表达。 有效的抗 HIV-1 的疫苗应该能够同时激发针对多种亚型病毒株的细胞和体液免疫 反应。早期病毒蛋白激发的CTL 应答在控制病毒载量上更为有效，而且Tat 蛋白的重 要免疫抗原表位和功能区域在不同HIV-1 病毒株之间是高度保守的。Tat 蛋白的多种生 物学功能使得它成为较强的免疫原、共抗原和佐剂，激发T 细胞抗原表位的Th1 型反 应和CTL 反应，扩大体内T 细胞识别的抗原表位谱，提高T 细胞特异性免疫反应。本 文扩增了HIV-1ⅢB 的tat 基因，克隆到复制缺陷性的腺病毒中，构建了重组腺病毒 vAd-tat，并在293 细胞中表达了分子量大小为15kDa 的蛋白。早期蛋白和结构蛋白的联合免疫能够全面地控制病毒复制，在动物实验中一定程度 上保护了猴子。我们将已得到表达的gp140 和tat 基因进行融合表达。利用融合PCR 技 术，扩增gp140 和tat 的融合基因，构建携有HIV-1 gp140-tat 融合基因的重组腺病毒 vAd-gp140-tat。gp140-tat 在293 细胞中的融合表达还需要进一步验证。 下一步的工作是将构建好的重组腺病毒感染DC，检测外源基因在DC 中的表达水 平，对DC 表面分子表型的影响以及对DC 功能的影响。

HIV感染中的细胞凋亡

HIV感染以后,病毒蛋白的持续性产出导致免疫系统的持续性激活,引起Th1细胞的丢失,Th1细胞通过合成Ⅰ型细胞因子,抑制淋巴细胞的自发凋亡。另外,病毒蛋白或其他因素能够使CD4~(+)、CD8~(+) T细胞和APC转化为凋亡的效应细胞,通过Fas/FasL或其他途径引起细胞凋亡。HIV感染人体后凋亡细胞不仅有CD4~(+) T细胞,还包括B细胞、NK细胞、粒细胞、神经细胞和单细胞。凋亡作为机体的自我防护措施,在清除感染细胞的同时,并没有抑制HIV在单细胞/巨噬细胞内的复制,反而造成大量未感染细胞的凋亡,导致对HIV复制的失控,发展为严重的免疫缺陷,引起AIDS相关的机会性感染。

树突状细胞体外分化成熟的时程、mi/mRNA 表达谱分析和共生菌影响的研究

树突状细胞（dendritic cells, DC）作为机体天然免疫和获得性免疫反应的桥梁和枢纽，发挥着重要的启动和调控作用。随着体外诱导方法的建立和生物学技术的进步，有关DC 的基础生物学研究得到了快速的发展，在诱导方法、个体发生及基因表达和调控等方面，涌现出很多新的、未解的关键问题。同时，随着对粘膜免疫机理研究的深入，DC 在粘膜生态环境中的功能和影响，渐已成为免疫学研究前沿领域中的热点和要点。在本研究中，为了确定DC 体外分化成熟的最短时程，同时为了研究DC 分化成熟相关的基因表达调控，我们建立了快速的DC 体外诱导方法，分析了体外快速诱导 DC 的mi/mRNA 表达谱。此外，在原始分离的女性生殖道共生乳酸杆菌的基础上，以THP-1作为DC 前体细胞的细胞系模型，开展了女性生殖道共生乳酸杆菌刺激活化 THP-1 的研究，希望能够为乳酸杆菌作为生殖道粘膜免疫疫苗的应用提供理论基础。首先，采用外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMC）来源的CD14+细胞为DC 前体，经过GM-CSF 和IL-4 的刺激，1-6 天后得到未成熟DC （immature dendritic cells, iDC），并经成熟因子（TNF-α, IL-1β, IL-6 与PGE2）诱导 1-2 天后，获得成熟DC（mature dendritic cells, mDC）。经过比较和分析，明确了完全分化和成熟各2 天，即“2+2”，为DC 诱导分化的最佳和最短时程，从而证实和建立了DC 体外快速诱导的体系和方法。该方法获得的iDC 与mDC，具有与传统的“6+2” 方法获得的DC 相同的形态与表型，而且，利用该方法获得的DC 总数高于“1+1”， “1+2”与“6+2”的方法，为DC 的生物学研究提供了基础数据。我们进而采用芯片技术，对体外快速分化成熟的DC 进行了mi/mRNA 表达谱分析，确定了DC 不同分化发育阶段特征性的mi/mRNA 表达差异。结果发现，与CD14+ 单核细胞即DC 前体相比，iDC 与mDC 之间具有更加相近的mi/mRNA 表达方式。 miRNA 表达谱分析则表明，不同的miRNA 表达与DC 的不同分化和发育阶段相关。而且，位于同一基因簇内的miRNA，呈现协同表达的情况。特别值得注意的是，本研究发现了在DC 的某些发育阶段特异表达的miRNA，它们在DC 发育过程中的功能，还未得到诠释，它们在DC 某些分化阶段的特异表达，提示了DC 各分化阶段的相关性与特异性。结合mRNA 表达谱分析，我们发现miRNA 的表达与其目的基因的表达在mRNA 水平呈现负相关的特性。同时，免疫相关mRNA 与miRNA 在DC 体外不同发育阶段的表达亦呈现差异，其中，miRNA（如hsa-miR-181a, hsa-miR-223, hsa-miR-155, hsa-miR-146, hsa-miR-106a 与hsa-miR-20a 等）与mRNA（如ALM1 等）参与了特定的与免疫相关的GO（Gene Ontology）与通路（Pathway），提示这些miRNA 与mRNA 可能通过不同的方式调节控制着DC 的体外诱导过程。在有关粘膜生态环境中DC 的分化、成熟及其功能影响的研究中，我们首先通过各种乳酸杆菌鉴定方法的综合应用，确定了6 种原始分离的女性生殖道主要共生乳酸杆菌：发酵乳酸杆菌（L.Fermentum）、约氏乳酸杆菌（L.Johnsonni）、卷曲乳酸杆菌（L.Crispatus）、革氏乳酸杆菌（L.Gasseri）、詹氏乳酸杆菌（L.Jensenii）与德氏乳酸杆菌（L.Delbrueckii ）。其中，德氏乳酸杆菌（L.Delbrueckii）和发酵乳酸杆菌（L.Fermentum）具有较高的产H2O2 的能力。在此基础上，我们在与THP-1 的共同培养体系中，将乳酸杆菌对DC 前体的作用和影响进行了比较和研究。结果发现，L.Crispatus 在分离的各原始菌株中，具有最强的刺激THP-1 活化的能力，而且，在相同刺激比例下，L.Crispatus 活菌具有比死菌更强的免疫刺激能力，表现为明显上调THP-1 细胞表面标志CD40、CD80、CD86、 CD1a、CCR6 与CD324 的表达水平，同时可诱导活化THP-1 上调表达Th1 型细胞因子。通过FITC-Dextran 吞噬实验，我们发现，经过L.Crispatus 刺激的THP-1 细胞，其吞噬外来抗原的能力明显下降，但尚未检测到经过活化的THP-1 细胞刺激T 细胞增殖的能力。通过流式细胞术分析的方法，我们检测了TLR1、TLR2、TLR4 与TLR6 在不同的刺激分化阶段的表达水平，结果表明，THP-1 主要通过TLR2 与TLR6 识别女性生殖道L.Crispatus。综上所述，本研究首先通过对DC 体外分化成熟的最短时程的分析，确立了快速诱导DC 的最佳方法，进而利用芯片技术，研究了快速诱导DC 的mi/mRNA 表达谱，揭示了DC 体外分化发育过程中可能的调控途径，为进一步研究DC 的基础生物学提供了恰当的模型和具有指向性的线索。同时，通过与DC 前体THP-1 的共同培养体系，证实了生殖道共生乳酸杆菌的免疫调节作用，为以乳酸杆菌为载体的生殖道粘膜免疫疫苗的研究和应用提供了实验依据