中国人优势分布的人MHC-Ⅱ类分子HLA-DR09转基因小鼠模型建立及HIV病毒Th表位研究

The MHC-Ⅱ restriction in the Chinese population differs radically with that of Caucasians, the Middle Easterners, Africans and other countries. In Caucasians, three polymorphism types, HLA-DR01, HLA-DR03 and HLA-DR04, account approximately 80% of the population. For Middle Easterners, HLA-DR03, HLA-DR04 and HLA-DR07 dominate. While for Chinese the predominant genotypes are HLA-DR09, HLA-DR15 and HLA-DR12, accounting for about 70-80% of the total population. In Asia, the Japanese population share a similar MHC-Ⅱ restriction distribution with Chinese population, while Asian Muslim population and Indian population differ significantly from the Chinese population in MHC polymorphism. .As studies go into depth, the role of helper T cell epitopes receives more and more attention. However, for Th epitopes identified for major proteins of important pathogens, such as HIV, HBV and MTB, are mainly HLA-DR1 epitopes, which do not match the HLA-DR restriction dominance in the Chinese population, and these epitopes won't function well in regulating cell-mediated immunity and humoral immunity for the Chinese population, and can not be directly applied to the design of novel vaccines. So far, either in China or in other countries there lacks studies on Th epitopes and animal models which reflect human immune restrictions specific for Chinese MHC restriction..This study proposes to establish the novel transgenic mice with Chinese dominant HLA-Ⅱ alleles (HLA-DR09) which count for around 35% of Chinese, and to construct Humanized HLA-A2/DR09 transgenic mice for establishment of novel animal model with Chinese MHC genetic characteristics. Meanwhile, using HIV-1 as the model pathogen to Screen and identify Th epitope spectrum of main HIV proteins of Chinese dominant HIV strains. This study targets the characteristics of the Chinese population and currently pressing problems, with a vision to establish a novel Th epitopes-based vaccine suitable for Chinese population and humanized MHC transgenic mice model with genetic characteristics.

我国人群MHC-Ⅱ类分子限制性与欧美、中东及非洲等国家人群有根本差别。迄今，对影响我国人群健康的主要病原如HIV、结核菌和HBV等，国内外均缺乏针对中国人群优势MHC限制性的Th表位的系统研究和缺乏能反映我国人群免疫限制性特征的动物模型。本研究针对我国人群优势分布的MHC-Ⅱ类分子HLA-DR09，建立人MHC（HLA-DR09）转基因小鼠模型，并以此为基础构建人MHC-Ⅰ和Ⅱ类分子双转基因（HLA-A2/DR09）小鼠模型，建立具有我国人群MHC限制性特征的新型免疫实验动物模型；同时以我国流行株HIV病毒为模式病原，利用临床感染标本和结合人MHC动物模型实验，系统研究HIV主要蛋白Th表位，获得针对HLA-DR09限制性的Th表位谱及其免疫反应特征等重要数据，为新型疫苗的设计奠定基础。该研究针对中国人群特点和急需解决的问题开展研究，具有自己的特色和创新性。

人MHC分子在人体免疫中发挥着重要调节作用，在疫苗诱导的免疫反应中同样发挥着重要作用。本研究针对中国人群优势分布的 MHC-Ⅱ分子 HLA-DR09， 建立中国人群优势分布的 HLA-Ⅱ类分子转基因小鼠模型，建立具有我国人群 MHC 限制性特征的新型免疫实验动物模型。 同时，以中国主要流行株 HIV 病毒为模式病原，利用临床感染标本和结合人 MHC 动物模型实验系统研究 HIV 主要蛋白表位，探索设计适合我国人群MHC免疫限制性特征点HIV候选疫苗。本研究采用现代分子转基因技术，克隆和构建表达HLA-DR09的基因表达载体，采用显微注射获得HLA-DR09 转基因首建小鼠，然后与HLA-A2转基因小鼠进行杂交，通过不同的传代杂交，筛选和鉴定出HLA-A2/DR09转基因小鼠，并通过免疫学实验进行验证，成功培育出中国人群优势分布的MHC II类限制性分子HLA-DR09转基因小鼠模型。本研究通过筛选在HIV-1中国主要流行病毒株中序列高度保守而且符合中国人群优势MHC限制性的表位，进行多表位疫苗的优化设计和构建并利用不同品系的小鼠模型进行疫苗免疫效果评价；结合HIV-1临床感染者的细胞标本评价HIV-1多表位疫苗的人群适用性及在HIV-1预防和治疗方面的应用潜力。通过研究筛选获得了符合中国人群优势MHC限制性并在HIV-1中国主要流行株中高度保守的9个CTL表位和一段Th表位富集区，并设计和发展了一种HIV-1候选多表位蛋白疫苗MEP1。该蛋白在小动物模型中表现出良好的免疫原性和免疫保护性，并且能有效刺激HIV-1感染者的PBMCs产生免疫反应，其诱导的免疫反应与MHC限制性密切相关并且在中国人群中适用性好。本课题通过研究建立了一套系统的表位疫苗设计及评价体系，为其他病原疫苗研究和评价提供了重要的基础手段和参考；同时，HIV表位疫苗的实验研究将为发展有效的HIV和其它病原疫苗提供有益的参考。