القای پاسخ‏های ایمنی اختصاصی در موش‏های تلقیح شده با پلاسمید یوکاریوتی بیان کننده اپیتوپ G1 از ویروس تب بی دوام گاوی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 Assistant Professor of Iranian Shrimp Research Center (ISRC), Iran. Bushehr

2 استاد گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استاد گروه علوم دامی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، اهواز، ایران

چکیده

هدف: تب بی دوام گاوی (BEF) یک بیماری ویروسی قابل انتقال توسط بندپایان در گاو و گاومیش آبی است که موجب بروز خسارات اقتصادی و تجاری قابل توجهی بر صنعت دامپروری می‏گردد. گلیکوپروتئین G از ویروس تب‏ بی‏دوام گاوی (BEFV) به عنوان یک کاندیدای احتمالی جهت تولید واکسن‏های نوترکیب در برابر این بیماری شناخته شده است. هدف از این مطالعه، بررسی ایمنی‏زایی یک پلاسمید یوکاریوتی بیان کننده اپیتوپ G1 از ژن گلیکوپروتئین G ویروس تب بی‏دوام گاوی به عنوان یک واکسن DNA احتمالی در موش بود.
مواد و روش‌ها: ابتدا پلاسمید یوکاریوتی بیان کننده اپیتوپ G1 تحت عنوان pEGFPN1-G1 ساخته شد. پس از انتقال سازه نوترکیب pEGFPN1-G1 به سلول‏های جنینی کلیه انسان (HEK 293)، بیان پروتئین G1 با استفاده از روش‏ ایمونوفلورسنس غیر مستقیم (IFA) تایید شد. سپس به منظور انجام آزمایش‏های ایمنی‏زایی، موش‏های ماده با سن شش تا هشت هفته در چهار گروه پنج تایی، سه مرتبه و به صورت داخل عضلانی با سازه نوترکیب pEGFPN1-G1، واکسن تجاری تب بی دوام گاوی، پلاسمید pEGFP-N1 و بافر PBS 1X با فواصل زمانی دو هفته‏ای مورد تلقیح قرار گرفتند. 14 روز‏ پس از آخرین تزریق، حیوانات خونگیری شدند و سرم آن‏ها به منظور بررسی تولید آنتی‏بادی‏های اختصاصی علیه پروتئین G1 در آزمایش‏های ایمونوبلات، الایزا (ELISA) و خنثی سازی ویروس (VN) مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر چگالی نوری تمامی نمونه‎های سرمی بدست آمده از آزمایش الایزا در قالب یک طرح کاملاً تصادفی با چهار تیمار و پنج تکرار با استفاده از نرم افزار SAS مورد آنالیز آماری قرار گرفت.
نتایج: نتایج آزمایش‏های ایمونوبلات و آنالیز آماری نمونه‎های سرمی بدست آمده از آزمایش الایزا نشان دادند که سازه‏ نوترکیب pEGFPN1-G1 توانست موجب القای ایمنی و تولید آنتی‏بادی اختصاصی علیه آنتی‏ژن G1 در موش‏ها شود. با این حال، سرم‏ موش‏های تلقیح شده با این پلاسمید نتوانست ویروس تب بی دوام گاوی در حال تکثیر را خنثی کند.
نتیجه‌گیری: از آنجایی که سازه‏ نوترکیب pEGFPN1-G1 توانایی تولید آنتی‏بادی‏های اختصاصی علیه آنتی ‏ژن G1 از ویروس تب بی دوام گاوی را در مدل حیوانی داشت، نتایج این مطالعه می‏تواند گامی در جهت توسعه واکسن‏های نوین برای بیماری تب بی دوام گاوی در آینده باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Induction of specific immune responses in inoculated mice by a eukaryotic plasmid expressing the G1 epitope of bovine ephemeral fever virus

نویسندگان [English]

  • Reza Pasandideh 1
  • Masoud Reza Seyfi Abad Shapouri 2
  • Mohammad Taghi Beygi Nassiri 3
1 Assistant Professor of Iranian Shrimp Research Center (ISRC), Iran. Bushehr
2 Professor, Department of Pathobiology, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Professor, Department of Animal Science, Faculty of Animal & Food Science, Khuzestan Agricultural Sciences and Natural Resources University, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Objective
Bovine ephemeral fever (BEF) is an arthropod-borne viral disease of cattle and water buffalos which causes considerable economic and commercial losses in the cattle industry. The G glycoprotein of bovine ephemeral fever virus (BEFV) has been identified as a plausible candidate to product recombinant vaccines against this disease. The aim of this study was to investigate the immunogenicity of a eukaryotic plasmid expressing the G1 epitope of bovine ephemeral fever virus G glycoprotein as a possible DNA vaccine in mice.
Materials and methods
At first, a eukaryotic plasmid expressing the G1 epitope of bovine ephemeral fever virus G glycoprotein was constructed and designated as pEGFPN1-G1. After transfection of the pEGFPN1-G1 recombinant construct to human embryonic kidney 293 (HEK 293) cells, the expression of G1 protein was confirmed by indirect immunofluorescent staining (IFA). Immunization experiments were intramuscularly carried out by inoculating 6-8-week-old female mice in four groups with five repeats, including the pEGFPN1-G1 recombinant construct, bovine ephemeral fever-inactivated vaccine, pEGFP-N1 plasmid alone, and phosphate-buffered saline (PBS) (1X) three times with 2-week intervals. Fourteen days after the last immunization, the animals were bled and the resulting sera were tested for anti-G1-specific antibodies by immunoblotting analysis, indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and virus neutralisation (VN) test. The optical density values of all the serum samples obtained from the ELISA assay were statistically analyzed in the form of a completely randomized design with four treatments and five replications using SAS software.
Results
Immunoblotting analysis and statistical analysis of serum samples obtained from the ELISA assay showed that the pEGFPN1-G1 recombinant construct was able to elicit specific antibodies against G1 antigen of bovine ephemeral fever virus in mice. However, the serum of mice inoculated with this plasmid could not neutralize the replicating bovine ephemeral fever virus in virus neutralization assay.
Conclusions
Since the pEGFPN1-G1 recombinant construct had the ability to produce specific antibodies against the G1 antigen of bovine ephemeral fever virus, the results of this study can be a step towards the development of new vaccines for bovine ephemeral fever in the future.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Bovine ephemeral fever
  • DNA vaccine
  • Immunogenicity
  • pEGFPN1-G1 recombinant construct

مراجع

پسندیده رضا؛ بیگی نصیری محمدتقی؛ صیفی آباد شاپوری مسعودرضا (1398) بیان اپیتوپ G1 از ژن گلیکوپروتئین G ویروس تب بی‏دوام گاوی توسط سازه نوترکیب pET24-G1 در اشرشیاکلی. مجله دامپزشکی ایران 15، 24-15.
پسندیده رضا؛ بیگی نصیری محمدتقی؛ صیفی آباد شاپوری مسعودرضا و همکاران (1395) همسانه‏سازی مولکولی و تعیین توالی ژن گلیکوپروتئین G ویروس تب بی‏دوام گاوی در اشرشیاکلی. مجله پژوهش‏های علوم دامی ایران 8، 520-511 .
پسندیده رضا؛ بیگی نصیری محمدتقی؛ صیفی آباد شاپوری مسعودرضا و همکاران (1396) طراحی پلاسمید یوکاریوتی بیان کننده اپی‏توپ G1 از ژن گلیکوپروتئین G ویروس تب بی‏دوام گاوی در سلول‏های جنینی کلیه انسان. مجله دامپزشکی ایران 13، 27-19.
References
Aziz-Boaron O, Leibovitz K, Gelman B et al. (2013) Safety, immunogenicity and duration of immunity elicited by an inactivated bovine ephemeral fever vaccine. PloS one 8, e82217.
Cheng L-T, Zeng Y-J, Chu C-Y et al. (2019) Development of a quick dot blot assay for the titering of bovine ephemeral fever virus. BMC Vet Res 15, 1-7.
Corr M, Lee DJ, Carson DA et al. (1996) Gene vaccination with naked plasmid DNA: mechanism of CTL priming. J Exp Med 184, 1555-1560.
Cybinski D, Davis S, Zakrzewski H (1992) Antigenic variation of the bovine ephemeral fever virus glycoprotein. Arch Virol 124, 211-224.
Cybinski D, Walker P, Byrne K et al. (1990) Mapping of antigenic sites on the bovine ephemeral fever virus glycoprotein using monoclonal antibodies. J Gen Virol 71, 2065-2072.
Fynan EF, Webster RG, Fuller DH et al. (1993) DNA vaccines: protective immunizations by parenteral, mucosal, and gene-gun inoculations. Proc Natl Acad Sci USA. 90, 11478-11482.
George TS, Standfast H (2019) Bovine ephemeral fever. In: The arboviruses: epidemiology and ecology. CRC Press. pp. 71-86.
Gurunathan S, Klinman DM, Seder RA (2000) DNA vaccines: immunology, application, and optimization. Annu Rev Immunol 18, 927-974.
Hertig C, Pye AD, Hyatt AD et al. (1996) Vaccinia virus-expressed bovine ephemeral fever virus G but not GNS glycoprotein induces neutralizing antibodies and protects against experimental infection. J Gen Virol 77, 631-640.
Hou P, Zhao G, He C et al. (2018) Biopanning of polypeptides binding to bovine ephemeral fever virus G1 protein from phage display peptide library. BMC Vet Res 14, 1-9.
Johal J, Gresty K, Kongsuwan K et al. (2008) Antigenic characterization of bovine ephemeral fever rhabdovirus G and GNS glycoproteins expressed from recombinant baculoviruses. Arch Virol 153, 1657-1665.
Kato T, Aizawa M, Takayoshi K et al. (2009) Phylogenetic relationships of the G gene sequence of bovine ephemeral fever virus isolated in Japan, Taiwan and Australia. Vet Microbiol 137, 217-223.
Khan KH (2013) DNA vaccines: roles against diseases. Germs 3, 26.
Lee F (2019) Bovine ephemeral fever in Asia: recent status and research gaps. Viruses 11, 412.
Mackerras IM, Mackerras MJ, Burnet F (1940) Experimental Studies of Ephemeral Fever in Australian Cattle. Bulletin of the Council for Scientific and Industrial Research, Australia.
Pasandideh R, Beygi Nassiri MT, Seyfi Abad Shapouri MR (2018) Expression of the G1 epitope of bovine ephemeral fever virus G glycoprotein gene by pET24-G1 recombinant construct in Escherichia coli. Iran J Vet Res 15, 15-24. (In Persian)
Pasandideh R, Beygi Nassiri MT, Seyfi Abad Shapouri MR, Fayazi J, Roshanfekr H, Lotfi M (2016) Cloning and sequencing of G glycoprotein gene of bovine ephemeral fever virus in Escherichia coli. Int J Appl Sci Res 8, 511-519. (In Persian)
Pasandideh R, Beygi Nassiri MT, Seyfi Abad Shapouri MR, Fayazi J, Roshanfekr H, Lotfi M (2018) Designing of the expressing eukaryotic plasmid of the G1 epitope of bovine ephemeral fever virus G glycoprotein in human embryonic kidney cells. Iran J Vet Res 13, 19-27. (In Persian)
Pasandideh R, Seyfi Abad Shapouri MR, Beigi Nassiri MT (2018) Immunogenicity of a plasmid DNA vaccine encoding G1 epitope of bovine ephemeral fever virus G glycoprotein in mice. Onderstepoort J Vet Res 85, 1-6.
Pasandideh R, Seyfi Abad Shapouri MR, Beigi Nassiri MT (2019) Production of monoclonal antibody against prokaryotically expressed G1 protein of bovine ephemeral fever virus. Iran J Appl Anim Sci 9, 51-57.
Robinson H, Hunt L, Webster R (1993) Protection against a lethal influenza virus challenge by immunization with a haemagglutinin-expressing plasmid DNA. Vaccine 11, 957-960.
Sakaguchi M, Nakamura H, Sonoda K et al. (1996) Protection of chickens from Newcastle disease by vaccination with a linear plasmid DNA expressing the F protein of Newcastle disease virus. Vaccine 14, 747-752.
Shah MAA, Song X, Xu L et al. (2011) Construction of DNA vaccines encoding Eimeria acervulina cSZ-2 with chicken IL-2 and IFN-γ and their efficacy against poultry coccidiosis. Res Vet Sci 90, 72-77.
Stokes JE, Darpel KE, Gubbins S et al. (2020) Investigation of bovine ephemeral fever virus transmission by putative dipteran vectors under experimental conditions. Parasit Vectors 13, 1-11.
Tobin C, Bailey DW, Trotter MG et al. (2020) Sensor based disease detection: A case study using accelerometers to recognize symptoms of Bovine Ephemeral Fever. Comput Electron Agric 175, 105605.
Trinidad L, Blasdell KR, Joubert DA et al. (2014) Evolution of bovine ephemeral fever virus in the Australian episystem. J Virol 88, 1525-1535.
Uren M, Walker P, Zakrzewski H et al. (1994) Effective vaccination of cattle using the virion G protein of bovine ephemeral fever virus as an antigen. Vaccine 12, 845-852.
Walker PJ, Klement E (2015) Epidemiology and control of bovine ephemeral fever. Vet Res 46, 1-19.
Wallace DB, Viljoen GJ (2005) Immune responses to recombinants of the South African vaccine strain of lumpy skin disease virus generated by using thymidine kinase gene insertion. Vaccine 23, 3061-3067.
Zheng F, Qiu C (2012) Phylogenetic relationships of the glycoprotein gene of bovine ephemeral fever virus isolated from mainland China, Taiwan, Japan, Turkey, Israel and Australia. Virol J 9, 1-8.
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
دوره 15، شماره 2
خرداد 1402
صفحه 45-62

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار