ساخت سازه ژنی pCDNA3.1-AopB به عنوان مدل واکسن DNA علیه Aeromonas hydrophila در کپورماهیان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری بهداشت آبزیان، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 استاد گروه بهداشت دام، طیور و آبزیان، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استاد قطب بهداشت و بیماری‌های ماهیان گرمابی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

4 دانشیار گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

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

6 دانشیار گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

10.22124/japb.2022.21342.1450

چکیده

باکتری Aeromonas hydrophila یکی از مهم‌ترین باکتری­های بیماری‌زای ماهی است که سبب سپتی‌سمی هموراژیک، آب آوردگی محوطه شکمی و مرگ و میر در سنین متفاوت و در گونه­های مختلف ماهی به ویژه کپورماهیان می­شود. ایمن‌سازی یکی از روش­های مناسب برای پیشگیری از این بیماری است. استفاده از سازه‌های ژنی حاوی آنتی‌ژن‌های اختصاصی باکتری‌ها در سال­های اخیر به منظور توسعه واکسن‌هایی با کارایی بالا و استفاده در روش‌های آسان‌تر مانند تجویز خوراکی در آبزی‌پروری توسعه یافته است. در مطالعه حاضر، پروتئین aopB سیستم ترشحی تیپ III باکتری A. hydrophila جدا شده از کپورماهیان استان خوزستان به منظور طراحی یک سازه ژنی مدل واکسن DNA در پلاسمید یوکاریوتی بیانی pCDNA3.1 همسانه‌سازی شد. در این پژوهش از جدایه­ باکتری A. hydrophila که از ماهیان کپور مبتلا به سپتی­سمی آئروموناسی در مزارع پرورشی استان خوزستان جداسازی و با روش مولکولی و فنوتیپی تایید شده بودند، استفاده شد. توالی ژن aopB از بانک ژن NCBI استخراج و ناحیه کد کننده ژن با استفاده از آغازگرهای حاوی نواحی برش آنزیم­های EcoRI و NheI تکثیر شد. سپس محصول PCR در پلاسمید بیانی یوکاریوتی pCDNA3.1-HisA الحاق و با استفاده از شوک حرارتی به باکتری TOP10-F' انتقال داده شد. پس از غربالگری کلون­های مثبت با استفاده از کلونی PCR و تعیین توالی، سازه ژنی pCDNA3.1-AopB با استفاده از روش الکتروپوراسیون به سلول­های CHO منتقل و بیان پروتئین نوترکیب با استفاده از روش وسترن بلات در لیز سلولی ارزیابی شد. نتایج PCR و تعیین توالی سازه ژنی نشان دهنده همسانه‌سازی ژن aopB به طول تقریبی 1000 جفت باز در پلاسمید pCDNA3.1-HisA بود. آزمون وسترن بلات با استفاده از آنتی‌بادی ضد HisTag وجود یک پروتئین با وزن مولکولی حدود 36 کیلودالتون را نشان داد. در مجموع، سازه ژنی pCDNA3.1-AopB حاوی ژن aopB طراحی و مورد تایید قرار گرفت. از این سازه ژنی می‌توان در مطالعات بالینی به منظور بررسی ایمنی‌زایی در کپورماهیان در بیماری‌زایی تجربی با A. hydrophila استفاده کرد.


کلیدواژه‌ها

موضوعات


آهنگرزاده م.، قربانپور نجف آبادی م.، پیغان ر.، شریف روحانی م. و سلطانی م. 1394. نقش آئروموناس هیدروفیلا در سپتی‌سمی‌های باکتریایی کپورماهیان پرورشی استان خوزستان. مجله دامپزشکی ایران، 11(3): 16-5.
علیشاهی م.، سلطانی م.دو زرگر ا. 1388. بررسی باکتریایی تلفات ماهی آمور (Ctenopharyngodon idella) در استان خوزستان. مجله دامپزشکی ایران، 22(5):    34-25.
Abdelhamed H., Banes M., Karsi A. and Lawrence M.L. 2019. Recombinant ATPase of virulent Aeromonas hydrophila protects channel catfish against motile Aeromonas septicemia. Frontiers in Immunology, 10: 1–7 (1641).
Bulir D.C., Liang S., Lee A., Chong S., Simms E., Stone C., Kaushic C., Ashkar A. and Mahony J.B. 2016. Immunization with chlamydial type III secretion antigens reduces vaginal shedding and prevents fallopian tube pathology following live C. muridarum challenge. Vaccine, 34(34): 3979–3985.
Carvalho-Castro G.A., Lopes C.O., Leal C.A.G., Cardoso P.G., Leite R.C. and Figueiredo H.C.P. 2010. Detection of type III secretion system genes in Aeromonas hydrophila and their relationship with virulence in Nile tilapia. Veterinary Microbiology, 144(3-4): 371–376.
El-Bahar H.M., Ali N.G., Aboyadak I.M., Khalil S.A.E.S. and Ibrahim M.S. 2019. Virulence genes contributing to Aeromonas hydrophila pathogenicity in Oreochromis niloticus. International Microbiology, 22(4), 479–490.
Ellis A.E. 1988. Fish Vaccination. Academic Press, USA. 255P.
Fasciano A.C., Shaban L. and Mecsas J. 2019. Promises and challenges of the type three secretion system injectisome as an antivirulence target. EcoSal Plus, 8(2): 1–18.
Gao Y., Pei C., Sun X., Zhang C., Li L. and Kong X. 2018. Plasmid pcDNA3. 1-s11 constructed based on the S11 segment of grass carp reovirus as DNA vaccine provides immune protection. Vaccine, 36(25): 3613–3621.
Han B., Xu K., Liu Z., Ge W., Shao S., Li P., Yan N., Li X. and Zhang Z. 2019. Oral yeast-based DNA vaccine confers effective protection from Aeromonas hydrophila infection on Carassius auratus. Fish and Shellfish Immunology, 84: 948–954.
Inthasaeng P., Unajak S., Areechon N., Hirono I. and Surachetpong W. 2018. Efficacy of pcDNA-Alp1 DNA vaccine against Streptococcus agalactiae in Nile tilapia (Oreochromis niloticus). The Thai Journal of Veterinary Medicine, 48(2): 279–288.
Jordan M., Schallhorn A. and Wurm F.M. 1996. Transfecting mammalian cells: Optimization of critical parameters affecting calcium-phosphate precipitate formation. Nucleic Acids Research, 24(4): 596–601.
Koroleva E.A., Kobets N.V., Shcherbinin D.N., Zigangirova N.A., Shmarov M.M., Tukhvatulin A.I. and Gintsburg A.L. 2017. Chlamydial type III secretion system needle protein induces protective immunity against Chlamydia muridarum intravaginal infection. BioMed Research International, 2017: 1–14 (3865802).
Li J.N., Zhao Y.T., Cao S.L., Wang H. and Zhang J.J. 2020. Integrated transcriptomic and proteomic analyses of grass carp intestines after vaccination with a double-targeted DNA vaccine of Vibrio mimicus. Fish and Shellfish Immunology, 98: 641–652.
Li L., Lin S.L., Deng L. and Liu Z.G. 2013. Potential use of chitosan nanoparticles for oral delivery of DNA vaccine in black seabream Acanthopagrus schlegelii Bleeker to protect from Vibrio parahaemolyticus. Journal of Fish Diseases, 36(12): 987–995.
Martinez-Becerra F. J., Kissmann J.M., Diaz-McNair J., Choudhari S.P., Quick A.M., Mellado-Sanchez G., Clements J.D., Pasetti M.F., and Picking W.L. 2012. Broadly protective Shigella vaccine based on type III secretion apparatus proteins. Infection and Immunity, 80(3): 1222–1231.
Mzula A., Wambura P.N., Mdegela R.H. and Shirima G.M. 2019. Current state of modern biotechnological-based Aeromonas hydrophila vaccines for aquaculture: A systematic review. BioMed Research International, 2019: 1–11 (3768948).
Pessoa R.B.G., De Oliveira W.F., Marques D.S.C., Dos Santos Correia M.T., De Carvalho E.V.M.M. and Coelho L.C.B.B. 2019. The genus Aeromonas: A general approach. Microbial Pathogenesis, 130: 81–94.
Rasmussen-Ivey C.R., Figueras M.J., McGarey D. and Liles M.R. 2016a. Virulence factors of Aeromonas hydrophila. Frontiers in Microbiology, 7: 1337–1351.
Rasmussen-Ivey C.R., Hossain M.J., Odom S.E., Terhune J.S., Hemstreet W.G., Shoemaker C.A., Zhang D., Xu D.H., Griffin M.J., Liu Y.J., Figueras M.J., Santos S.R., Newton J.C. and Liles M.R. 2016b. Classification of a hypervirulent Aeromonas hydrophila pathotyperesponsible for epidemic outbreaks in warm-water fishes. Frontiers in Microbiology, 7: 1–16 (1615).
Shefat S.H.T. 2018. Vaccines for use in finfish aquaculture. Acta Scientific Pharmaceutical Sciences, 2(11): 15–19.
Song M.F., Kang Y.H., Zhang D.X., Chen L., Bi J.F., Zhang H.P. and Shan X.F. 2018. Immunogenicity of extracellular products froman inactivated vaccine against Aeromonas veronii TH0426 in koi, Cyprinus carpio. Fish and Shellfish Immunology, 81: 176–181.
Thirumalaikumar E., Lelin C., Sathishkumar R., Vimal S., Anand S.B., Babu M.M. and Citarasu T. 2021. Oral delivery of pVAX-OMP and pVAX-hly DNA vaccine using chitosan-tripolyphosphate (Cs-TPP) nanoparticles in rohu (Labeo rohita) for protection against Aeromonas hydrophila infection. Fish and Shellfish Immunology, 115: 189–197.
Van Sang N. and Uyen N.T. 2021. Cloning, expression, purification, and oligomeric characterization of the AopB-C-terminus domain in T3SS major translocator protein of Aeromonas hydrophila. VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, 37(3): 12–17.
Vilches S., Jimenez N., Tomas J.M. and Merino S. 2009. Aeromonas hydrophila AH-3 type III secretion system expression and regulatory network. Applied and Environmental Microbiology, 75(19): 6382–6392.
Xiong X.M., Chen Y.L., Liu L.F., Wang W.M., Robinson N.A. and Gao Z.X. 2017. Estimation of genetic parameters for resistance to Aeromonas hydrophila in blunt snout bream (Megalobrama amblycephala). Aquaculture, 479: 768–773.
Zellweger R.M., Carrique-Mas J., Limmathurotsakul D., Day N.P.J., Thwaites G.E. and Baker S. 2017. A current perspective on antimicrobial resistance in Southeast Asia. The Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 72: 2963–2972.