工程大肠杆菌生物合成O-多糖衍生复合糖结合物疫苗,对病原性血清型O8和O9a进行生物合成
Ziyu Li1, Guozhen Ma2, Ruiying Liu2
1National Key Laboratory of Intelligent Tracking and Forecasting for Infectious Diseases, TEDA Institute of Biological Sciences and Biotechnology, Nankai University, Tianjin, China; Key Laboratory of Molecular Microbiology and Technology, Ministry of Education, Nankai University, Tianjin, China; Nankai International Advanced Research Institute, Nankai University, Shenzhen, China.
开发针对肠外致病原体大肠杆菌 (ExPEC) 的有效疫苗至关重要. 这项研究设计了一种大肠杆菌菌株,用于增强O-多糖化物生产,为ExPEC糖联疫苗创造了一个可扩展的平台,该疫苗在小鼠中显示出显著的保护作用.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 疫苗开发 疫苗开发
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 肠外致病性大肠杆菌 (ExPEC) 血清型O8和O9a对有效疫苗的医疗需求未得到满足.
- 目前的疫苗开发战略需要可持续和可扩展的生物制造平台.
研究的目的:
- 建立一个可持续的生物制造平台,用于针对ExPEC O8和O9a的葡萄糖合物疫苗.
- 设计一种大肠杆菌底盘菌株,以提高O-多糖化物 (OPS) 生物合成和产量.
主要方法:
- 使用CRISPR-Cas9和λ-RED基因组编辑,系统地删除竞争性和代谢途径基因 (gnd-rfbB,wcaM-wcaJ,wcaI-wza,glgC,ushA,pfkA/B).
- 过度表达光转移酶系统基因ptsA以产生底盘菌株EG01.
- 对于有效的蛋白质糖化,Neisseria meningitidis glycosyltransferase PglL和载体蛋白CTB的联合表达.
主要成果:
- 工程菌株EG01显示O8-OPS产量增加了2.11倍,O9a-OPS产量增加了2.4倍.
- 由于高效的蛋白质糖化,糖合物产量提高了2.59倍 (O8) 和4.18倍 (O9a).
- 候选疫苗在小鼠中显示出良好的安全性,诱导强大的Th1偏差IgG反应,并为致命的ExPEC挑战提供80-90%的保护.
结论:
- 开发的代谢工程战略为针对ExPEC的葡萄糖结合物疫苗生产提供了一个高效和可扩展的平台.
- 这种方法代表了通过有针对性的疫苗接种对抗ExPEC感染的有希望的进展.
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