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Veterinary World | 针对牛结节性皮肤病的新型多表位疫苗候选物

Veterinary World | 针对牛结节性皮肤病的新型多表位疫苗候选物
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本研究利用免疫信息学手段,设计并验证了一种新型多表位疫苗,具有高抗原性、稳定性及表达可行性,为结节性皮肤病疫苗研发提供了新思路。

 

文献概述
本文《牛结节性皮肤病病毒多表位疫苗候选物的计算设计与重组表达》,发表于《Veterinary World》杂志,回顾并总结了传统疫苗的局限性,并提出了一种新型多表位疫苗候选物。研究整合了四种免疫原性较强的LSDV蛋白的表位,通过生物信息学方法筛选并构建疫苗,同时进行分子对接和动态模拟以验证其稳定性,最后在大肠杆菌中实现重组表达,为疫苗开发提供了实验支持。

背景知识
牛结节性皮肤病(Lumpy Skin Disease, LSD)是一种由结节性皮肤病病毒(LSDV)引发的跨境动物传染病,具有高度传染性,给畜牧业造成重大经济损失。传统减毒活疫苗存在毒力回复、基因重组及免疫原性不足等问题,因此亟需更安全、更精准的疫苗设计。本研究基于P35、A4L、A33R及L1R四种LSDV蛋白,通过表位预测、结构建模、分子对接和表达验证,构建了多表位疫苗候选物。研究还结合了Toll样受体(TLR)的模拟对接,评估疫苗与宿主受体的结合能力。该疫苗在大肠杆菌中成功表达,为后续体内研究及疫苗开发提供了实验基础。

 

提供标准化繁育和表型分析服务,支持多种疾病模型及药物筛选,确保动物模型质量稳定,适合疫苗研究与免疫学实验。

 

研究方法与实验
研究选取四种免疫原性较强的LSDV蛋白(P35、A4L、A33R、L1R)作为疫苗设计的基础。利用BepiPred、ABCpred、ElliPro等工具预测B细胞表位,并通过NetCTL和NetMHCpan进行T细胞表位预测。筛选后的表位通过EAAAK、AAY、GPGPG和KK等连接子串联,并加入His标签以利于后续检测。通过二级结构与跨膜结构预测,确认疫苗整体结构无误。利用ColabFold和GalaxyRefine进行三级结构建模与优化,结合分子对接和动态模拟评估TLR4结合能力。最后进行密码子优化,并在E. coli BL21中表达疫苗蛋白,通过SDS-PAGE和Western blot验证表达水平。

关键结论与观点

  • 最终构建的多表位疫苗候选物由514个氨基酸组成,分子量约59 kDa,具备高抗原性、可溶性及稳定性。
  • 疫苗与TLR4的对接显示稳定结合,具备多个关键相互作用残基,分子动态模拟确认其在50 ns内结构稳定。
  • 密码子优化后的疫苗成功在大肠杆菌中表达,并通过Western blot验证表达蛋白的特异性。
  • 研究提供了从计算设计到实验验证的完整流程,为多表位疫苗开发提供了可操作范例。

研究意义与展望
该多表位疫苗候选物为结节性皮肤病的预防提供了新的策略,相较于传统减毒疫苗,其安全性更高,且具备更广谱的免疫原性。未来需在动物模型中验证疫苗的免疫原性及保护效力,并优化表达系统以提高产量与稳定性。该研究为跨膜病毒疫苗设计提供了计算与实验结合的参考框架,有助于推动下一代疫苗的发展。

 

提供高效蛋白表达与纯化服务,支持疫苗蛋白在大肠杆菌等系统中的表达验证与优化,适用于疫苗开发及重组蛋白研究。

 

结语
本研究成功构建了一种新型多表位疫苗候选物,具有高度的抗原性和稳定性,并在大肠杆菌中实现了可溶性表达。该疫苗为结节性皮肤病的防控提供了一个安全、高效的替代方案,未来仍需在动物模型中进行免疫原性评估,并优化表达及纯化流程以支持规模化生产。

 

文献来源:
Aman Kumar, Kamlesh Kumar, Savita Budania, Kanisht Batra, and Narender K Dhania. Novel multi-epitope vaccine candidate for lumpy skin disease: Computational design and recombinant expression. Veterinary World.