基于昆虫细胞-杆状病毒表达系统的SARS-CoV-2 S1蛋白的高效表达

作者：张如悦; 高耀荣; 王建超; 曹磊; 张艳敏; 张炜坚; 彭雯娟; 谭文松; 赵亮^*

来源：中国病原生物学杂志, 2023, 18(01): 1-11.

DOI：10.13350/j.cjpb.230101

• 新型冠状病毒(SARS-CoV-2)
• 新型冠状病毒肺炎(COVID-19)
• S1蛋白
• 昆虫细胞-杆状病毒表达载体系统

目的 设计、构建表达新型冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2) S1蛋白的重组杆状病毒，建立并优化其在昆虫细胞中的生产工艺，为新型冠状病毒肺炎(COVID-19)血清学诊断方法的建立及疫苗开发奠定基础。方法 利用分子克隆技术将S1基因插入pFastBacTM 1质粒，获得重组质粒pFastBac-S1,经转座获得重组杆粒rbacmid-S1,转染Sf9细胞后包装获得重组杆状病毒rBV-S1,通过rBV-S1感染High FiveTM(Hi5)细胞表达S1蛋白，使用Western blot分析鉴定S1蛋白的表达。在此基础上，建立优化rBV-S1扩增和蛋白表达的工艺，以实现S1蛋白的高效表达。结果 通过特异性引物PCR扩增重组质粒pFastBac-S1与重组杆粒rbacmid-S1,获得大小分别为2 367 bp、4 370 bp的基因片段，表明S1基因成功克隆入pFastBacTM 1质粒与bacmid;采用Western blot分析细胞培养上清液，在78 ku处有特异性反应条带，证明在昆虫细胞-杆状病毒表达载体系统(Insect cell-baculovirus expression vector system, IC-BEVS)中成功表达有反应原性的S1蛋白。Sf9细胞以1.5×106 cells/mL接种，MOI=0.01接毒，96 hpi可收获最大病毒滴度为(8.40±0.16)lgTCID50/mL;Hi5细胞以0.8×106 cells/mL接种后培养36 h,以MOI=1接毒，48 hpi可获得最大S1蛋白产量为(4.33±0.09) mg/L。结论 利用IC-BEVS成功表达了S1蛋白，并建立了优化的S1蛋白生产工艺，实现了S1蛋白的高效表达，对COVID-19临床诊断方法的建立及疫苗开发具有重要意义。

• 单位
  生物反应器工程国家重点实验室; 上海倍谙基生物科技有限公司; 华东理工大学