昆虫杆状病毒表达系统(BEVS)

昆虫杆状病毒表达载体系统的应用与展望作者：宋姗姗来源：《中国科技纵横》2017年第22期摘要：昆虫杆状病毒表达载体系统具有生物安全性高、能容纳较大外源基因片段并实现多基因共表达、有完备的翻译后加工修饰系统等特点，因而得到广泛的应用。

近年来，随着重组杆状病毒构建技术、昆虫细胞培养技术的不断发展和改进，加大了昆虫杆状病毒表达载体系统在疫苗制备、治疗性抗体、药物研发和基因治疗中的应用力度。

本文综述了杆状病毒表达载体的研究现状和应用范围，讨论了目前杆状病毒表达载体重组蛋白易降解的问题。

随着科技的进步，对杆状病毒载体的研究与优化会更加深入，昆虫杆状病毒表达载体系统的应用研究尤为重要。

关键词：杆状病毒；疫苗；治疗性抗体；基因治疗中图分类号：Q789 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0209-01昆虫杆状病毒表达载体系统（Baculovirus expression vector system，BEVS）是当今基因工程四大表达系统之一，具有生物安全性高、能容纳较大外源基因片段、可实现多基因共表达、具有完备的翻译后加工修饰系统、无内毒素污染等优点[1-3]。

同时，由于宿主细胞系的建立和优化、细胞培养基成分的不断改进，使得细胞生存率达到95%，基本可实现大规模培养[1]。

因此，昆虫杆状病毒表达系统越来越广泛的应用于疫苗制备、药物研发、农林牧渔等领域。

1 昆虫杆状病毒表达载体系统的研究进展Kitts等在1990年提出了线性技术，并设计了重组-救活方法，提高了杆状病毒基因组同源重组能力，将其设计的BacPAK6的重组效率提到80%以上，有较强的应用价值[4]。

但由于DNA酶切消化效率影响，重组病毒的获得仍需通过噬斑纯化过程。

Bac-to-Bac技术的出现避免了噬斑纯化步骤，缩短了重组杆状病毒的周期，同时，此方法在大肠杆菌中进行，非常便捷，不需要空斑纯化，较为节省时间。

但由于鳞翅目昆虫细胞系缺乏功能性糖基转移酶和唾液酸生物合成与利用途径，其产生的糖基化修饰缺乏末端唾液酸化，影响糖蛋白的整体性质，因此研究人员设计出转基因昆虫细胞系，使昆虫细胞对重组蛋白的糖基化修饰更加接近哺乳动物细胞，更利于昆虫杆状病毒表达载体系统的研究。

昆虫杆状病毒表达系统研究进展昆虫杆状病毒表达系统研究进展摘要：昆虫杆状病毒表达载体系统具有安全性好、重组蛋白表达量高、能同时表达多个基因、重组蛋白翻译后加工完整等特点，因而得到了广泛的应用。

随着重组杆状病毒构建技术的不断发展，昆虫杆状病毒表达载体系统的操作在逐渐简化，重组杆状病毒获得的效率也在不断提高。

昆虫细胞培养技术的改进和转基因昆虫细胞系的发展，进一步推动了昆虫杆状病毒表达载体系统在商品化药物、治疗性抗体、生物农药研发和基因治疗中的应用。

尽管仍存在着重组蛋白降解的问题，但随着分子生物学技术的发展，对杆状病毒载体的研究与改造也会更加深入，未来昆虫杆状病毒表达载体系统的应用将更为广泛。

关键词：杆状病毒；多角体启动子；转基因昆虫细胞系；疫苗；治疗性抗体。

前言作为当今基因工程四大表达系统之一，昆虫细胞杆状病毒表达载体系统(Insect cell baculovirus ex． pression vector system，IC-BEVS)的应用变得越来越广泛。

它不仅具有真核表达系统所具有的传统优势，同时兼具原核表达系统重组蛋白表达量高的特点，且能同时在一个载体上表达多种蛋白。

由于昆虫细胞易于悬浮培养，细胞培养基的改进也使得悬浮培养的细胞活率不断提高，最终得以实现昆虫细胞的大规模培养，这使得其在商业领域如生物医药、农业、疫苗研发等方面均获得了广泛的应用[1]。

1 杆状病毒的分类与分子生物学杆状病毒属于杆状病毒科(Baculoviridae)，分为核多角体病毒属和颗粒体病毒属，病毒粒子呈杆状，是一类专一性感染节肢动物并具有囊膜的DNA病毒。

基因组DNA以超螺旋形式压缩包装在杆状衣壳内，大小在90～180 kb之间。

杆状病毒基因组可在昆虫细胞核复制和转录，DNA复制后组装在杆状病毒的核衣壳内，因其具有较大的柔韧性，可容纳较大片段的外源DNA插入而成为表达大片段DNA的理想载体。

其中，目前用作外源基因表达载体的杆状病毒主要为核型多角体病毒(Nuclear polyhedrosis virus，NPV)。

昆虫杆状病毒系统高效表达重组蛋白●杆状病毒表达系统介绍●杆状病毒蛋白表达系统的优势●杆状病毒表达载体系统（BEVS）●杆状病毒表达宿主细胞●表达优化条件●翻译后修饰对蛋白表达的影响●高通量表达●总结杆状病毒介绍1.杆状病毒是一类具有囊膜包裹的双链环状DNA病毒。

2.杆状病毒在其生命周期中有两种不同的形态：一种为出芽型病毒（budded virus, BV），另一种为包含体病毒（Occlusion‐derived virus, OV）。

3. BV由糖蛋白GP64包裹的单一囊膜蛋白和膜蛋白构成。

4. OV由蛋白结晶基体包裹的多囊膜病毒粒子。

5. 研究最多的杆状病毒株为苜蓿银蚊夜蛾(autogra—phacalifornica)多核型多角体病毒(multiple nuclearpolyhedro‐sis virus，MNPV)，简称AcMNPV或AcNPV。

6. AcMNPV只侵染鳞翅类幼虫。

杆状病毒生命周期●早期（0‐6h PI）•核衣壳迁移到细胞核•病毒DNA释放•开始早期基因表达●晚期（6‐24h PI）•更多DNA复制•新产生的核衣壳离开细胞核，随后在离开细胞质•的过程中得到囊膜蛋白•产生新的出芽病毒●极晚期Courtesy: Dr. Linda Lua, The University of Queensland, Australia •出芽病毒减少•核衣壳在细胞核内得到囊膜蛋白形成MNPVs•MNPVs以多晶体形式出芽，主要是多角体蛋白，形成包含体病毒。

多角体启动子是杆状病毒表达载体系统的主要元件。

优点缺点大肠杆菌成本低、表达量高。

缺乏蛋白质翻译后加工机制；目的蛋白不可溶，蛋白生物活性低。

酵母表达量高，可以翻译后加工，易实现高密度发酵。

蛋白质量不理想。

哺乳动物细胞重组蛋白生物活性高。

成本高；表达水平低，技术和环境要求高。

昆虫细胞重组蛋白生物学活性高；表达水平高；能同时表达多个基因。

重组蛋白糖基化程度低。

2022-2023学年度高二年级第二学期期中联考生物试题一、单项选择题：本部分包括14题，每题只有一个选项最符合题意。

1．下图为细胞与内环境进行物质交换的示意图，图中的箭头“→”表示血液流动的方向。

下列相关叙述正确的是（）A．若③为肝细胞，则其所处内环境中的水可来自③③B．若③为脑细胞，则③处的氧气浓度低于③处，而CO2的浓度则相反C．若③为胰岛B细胞，则饭后半小时③处的胰岛素浓度高于③处D．若③为心肌细胞，则饭后半小时③处的血糖浓度低于③处2．神经中枢产生抑制的机制可分为三种模式，如下图所示，下列叙述错误的是（）A．模式③体现了神经调节中存在负反馈调节机制B．模式③中，③兴奋，使其末梢释放神经递质进入突触间隙，导致③兴奋，③抑制C．模式③中，若③兴奋会导致③兴奋，但③兴奋后③却不兴奋，其机理是③释放抑制性神经递质会抑制③释放递质D．在缩手反射中，肱二头肌因兴奋而收缩的同时，肱三头肌则受到抑制而舒张，该神经调节属于模式③3．如图为人体内水平衡的调节过程，甲、乙、丙代表激素或结构，下列有关叙述正确的是（）A．甲表示在下丘脑分泌的相关促激素释放激素作用下垂体释放的抗利尿激素B．乙表示肾小管和集合管，其细胞内也存在甲状腺激素的受体C．丙表示大脑皮层，若其上S区受损，患者听不懂别人的谈话D．图中所示的水平衡调节过程不存在反馈调节4．肿瘤细胞膜上的PD-L1蛋白能与T细胞的受体PD-1（程序死亡蛋白-1）结合，抑制T细胞产生免疫活性物质干扰素（一种细胞因子，能抑制肿瘤细胞的增殖），其作用过程如图所示。

下列叙述错误的是（）A．PD-L1抗体和PD-1抗体具有肿瘤免疫治疗作用B．PD-L1蛋白可使肿瘤细胞逃脱T细胞的细胞免疫C．PD-L1与PD-1的结合增强T细胞的肿瘤杀伤功能D．若敲除肿瘤细胞PD-L1基因，可降低该细胞的免疫逃逸5．自然界中，植物开花与光照有关。

在24h昼夜周期中，日照长度长于一定时数才能开花的植物称为长日照植物，日照长度短于一定时数才能开花的植物称为短日照植物。

杆状病毒表达系统——有效的VLP构建工具刘拂晓1,2 柳增善2 王志亮1【摘要】杆状病毒表达系统是以杆状病毒为外源基因载体，昆虫细胞或活体昆虫为受体的真核表达系统。

相对于其他表达系统，杆状病毒表达系统具有特殊的优势：杆状病毒基因组作为表达载体可以容纳更多外源基因；杆状病毒极晚期启动子能有效调控外源蛋白的表达；昆虫细胞作为受体能够对外源蛋白进行加工修饰；杆状病毒通常只感染节肢动物，不会对人畜构成危害。

因此，该系统越来越受到人们的重视，并已应用于亚单位疫苗的研发与生产，特别其对于构建病毒样颗粒，即由一种或多种病毒结构蛋白自行装配而成且不含病毒基因组的蛋白颗粒，具有不可比拟的优势。

对此做详细评述并展望病毒样颗粒疫苗的发展趋势。

【期刊名称】生物技术通报【年(卷),期】2012(000)006【总页数】7【关键词】杆状病毒昆虫细胞病毒样颗粒杆状病毒表达系统疫苗1983年，Smith等［2］成功实践了美国学者Miller的提出的杆状病毒作为载体在昆虫细胞中表达外源基因的可行性理论：他们将干扰素基因插入至苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（Autographa californi-ca nuclear polyhedrosis virus，AcNPV）表达载体，然后将其转染草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda，Sf）细胞，成功表达了具有生物活性的人β干扰素。

此后，杆状病毒蛋白表达技术逐步建立并完善起来。

相对于传统大肠杆菌、酵母及哺乳动物细胞蛋白表达技术，杆状病毒技术在病毒样颗粒（virus-like particle，VLP）的构建及应用方面具有不可比拟的优势。

VLP是含有一个或多个病毒结构蛋白的空心颗粒，高度模仿真实病毒的衣壳空间构象而不含其基因组。

大多数VLP 是良好的免疫原，既可诱导体液免疫又可诱导细胞免疫［3-5］。

随着杆状病毒蛋白表达技术的成熟，利用其构建VLP的报道也屡见不鲜。

1 杆状病毒分子生物学根据国际病毒分类委员会最新病毒分类报告，杆状病毒科（Baculoviridae）分为4个属，即α杆状病毒属（Alphabaculovirus）、β杆状病毒属（Betabaculovirus）、δ杆状病毒属（Deltabaculovirus）、γ杆状病毒属（Gammabaculovirus）。

昆虫杆状病毒表达系统在禽流感病毒研究中的应用
韩庆功;崔艳红;刘保国
【期刊名称】《吉林农业科学》
【年(卷),期】2010(035)001
【摘要】禽流感的防控,主要在疫苗的免疫和平时的监测以及发病后的快速诊断等多个方面采取综合措施才能取得较好效果,这就需要建立快速、特异的诊断、检测
方法以及不断开发新型疫苗用于禽流感的免疫.昆虫杆状病毒表达系统(BEVS)因具
有完备的翻译后加工修饰系统和高效表达外源基因的能力等特点,现已成功表达了
近千种高价值蛋白.其在禽流感病毒中的应用,为禽流感防控所需的特异性抗原,诊断、检测方法的建立,新型基因工程疫苗的开发奠定了基础.
【总页数】5页(P38-41,44)
【作者】韩庆功;崔艳红;刘保国
【作者单位】河南科技学院动物科学学院,河南,新乡,453003;河南科技学院动物科
学学院,河南,新乡,453003;河南科技学院动物科学学院,河南,新乡,453003
【正文语种】中文
【中图分类】S858.3
【相关文献】
1.昆虫杆状病毒表达系统在动物疫苗研究的应用 [J], 杨旭东;朱庆贺;王刚;王爽;陈曦;王观悦
2.昆虫杆状病毒表达系统研究进展及其在疫苗中的应用 [J], 梁璐琪
3.犬瘟热病毒N基因在昆虫杆状病毒表达系统中的表达及应用 [J], 冯佩平;张蕾;柴秀丽
4.昆虫杆状病毒表达系统的研究与应用进展 [J], 刘高强;章克昌;王晓玲;魏美才
5.昆虫杆状病毒表达系统研究进展及其应用展望 [J], 朱江;吴祥甫
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试验研究ＬＩＶＥＳＴＯＣＫＡＮＤＰＯＵＬＴＲＹＩＮＤＵＳＴＲＹＮｏ．６，２０１８昆虫杆状病毒表达系统在动物疫苗研究的应用杨旭东，朱庆贺，王　刚，王　爽，陈　曦，王观悦（黑龙江省兽医科学研究所，黑龙江齐齐哈尔１６１００５）摘　要：昆虫杆状病毒表达系统（Ｉｎｓｒｃｔｃｅｌｌｂａｃｕｌｏｖｉｒｕｓｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｖｅｃｔｏｒｓｙｓｔｅｍ，ＩＣ－ＢＥＶＳ）是基因工程四大表达系统之一，它具有重组蛋白表达量高，能够在一个载体上表达多种蛋白，容纳较大片段的外源ＤＮＡ插入，细胞培养易于大规模获得蛋白等特点。

在很多领域都有广泛的应用，文章旨在介绍其在动物疾病方面的研究进展。

关键词：昆虫；杆状病毒；表达系统；动物疾病中图分类号：Ｓ８５２．４ 文献标识码：Ｂ ＤＯＩ：１０．１９５６７／ｊ．ｃｎｋｉ．１００８－０４１４．２０１８．０６．００５收稿日期：２０１８－０５－１８　引言杆状病毒表达系统自建立以来广泛应用于生物检测、疫苗生产、基因治疗等方面。

昆虫细胞－重组杆状病毒系统提供了一种蛋白质生产系统，生产可溶形式的重组蛋白，并能高效表达。

表达的蛋白质具有大多数的翻译后修饰的功能，因此产生的膜蛋白具有正确的折叠构象，这是该方法优于原核表达系统的主要特点［１］。

昆虫杆状病毒表达系统主要是针对杆状病毒构建载体，与哺乳动物细胞表达系统相比大大缩短了从基因克隆到蛋白表达的时间。

杆状病毒基因组较大，能够克隆大的ＤＮＡ片段，从而能够表达复杂的蛋白质聚集体。

杆状病毒不能感染非昆虫来源的细胞，因此表达系统表达的重组蛋白对人和动物无害。

　杆状病毒表达系统生物学杆状病毒（Ｂａｃｕｌｏｖｉｒｕｓ）因病毒呈杆状而得名，是一种有囊膜包裹的闭合环状双链ＤＮＡ病毒。

杆状病毒主要包括核多角体病毒属和颗粒体病毒属，其中核多角体应用较广泛［２］。

目前报道杆状病毒能够感染６００多种昆虫细胞，无脊椎动物的细胞是其宿主细胞。

在Ｇｅｎｂａｎｋ上，可以检索到多条完整的杆状病毒基因组序列，虽然不同种类杆状病毒基因组差别很大，但有近３０个参与ＤＮＡ复制、表达、病毒入侵及装配等基因编码有关的核心基因，在所有杆状病毒的基因组中高度保守。

综述与专论生物技术通报BI OTEC HNOLOG Y BULLETI N2010年第10期杆状病毒表达系统及其应用进展韦永龙 李轶女 张志芳 沈桂芳(中国农业科学院生物技术研究所,北京100081)摘 要: 杆状病毒是节肢动物门的专性寄生病毒,20世纪80年代被开发为表达载体以来,由于其真核表达环境等优点,受到了广泛的重视和研究,短短不到30年的时间里,杆状病毒表达体系的重组载体构建技术,筛选技术得到了很大程度的改进和简化,成为与大肠杆菌、酵母、哺乳动物相并列的四大表达体系之一。

在表面展示,类病毒颗粒表达,哺乳动物基因转移,RNA 干扰等方面取得了重要的成果。

就杆状病毒表达系统的发展及其应用作一个综述。

关键词: 杆状病毒 BEVS 表达Advances i n Research and Application of Bacul ovirus Expression Syste mW ei Y onglong L i Y i nv Zhang Zhifang Shen G uifa ng(B i o tec hnology Research Instit ute ,CAAS,B eijin g 100081)Abstrac:t Bacu l ov iruses are ob li g ate l e t ha l pathogens o f arthropodas .They have been h i gh l y va l ued and w ide l y stud ied si nce bei ng explo ited as a expression vector i n 1980s ,for t he ir exce llen t advantag e i nclud i ng eukaryotic express i on env iroment .In l ess t han 30years ,g reat advances have ach i eved i nvolv i ng reco m b i nant baculovirus constructi on and sc reeni ng .T hus ,t he bacul ov irus expressi on vec tor syste m (BEV S)has beco m e one o f the f our m ost popular expression syste m co m prisi ng bacte ri um ,yeasts ,m a mma li an ce lls and bacu loviruses .T he BEV S has been used i n surface d isplay ,v irus li ke particles producti on ,m a mm a lian ce lls gene de livery ,RNA i nterfe r ence ,etc .The deve l op m ent and applica tion o f the BEV S i s reviewed i n this arti c l e .K ey words : Bacu l ov irus BEVS Express i on收稿日期:2010 04 26基金项目:国家自然科学基金项目(30770279),国家!863∀计划项目(2006AA10A119)作者简介:韦永龙,硕士,研究方向:分子病毒学;E ma i :l w ei yonglong @126 com 通讯作者:沈桂芳,教授,E m ai:l gf sh2008@caas net c n杆状病毒是一种DNA 双链病毒,基因组约80-160kb 之间。

综述与专论生物技术通报BI OTEC HNOLOG Y BULLETI N2010年第10期杆状病毒表达系统及其应用进展韦永龙 李轶女 张志芳 沈桂芳(中国农业科学院生物技术研究所,北京100081)摘 要: 杆状病毒是节肢动物门的专性寄生病毒,20世纪80年代被开发为表达载体以来,由于其真核表达环境等优点,受到了广泛的重视和研究,短短不到30年的时间里,杆状病毒表达体系的重组载体构建技术,筛选技术得到了很大程度的改进和简化,成为与大肠杆菌、酵母、哺乳动物相并列的四大表达体系之一。

在表面展示,类病毒颗粒表达,哺乳动物基因转移,RNA 干扰等方面取得了重要的成果。

就杆状病毒表达系统的发展及其应用作一个综述。

关键词: 杆状病毒 BEVS 表达Advances i n Research and Application of Bacul ovirus Expression Syste mW ei Y onglong L i Y i nv Zhang Zhifang Shen G uifa ng(B i o tec hnology Research Instit ute ,CAAS,B eijin g 100081)Abstrac:t Bacu l ov iruses are ob li g ate l e t ha l pathogens o f arthropodas .They have been h i gh l y va l ued and w ide l y stud ied si nce bei ng explo ited as a expression vector i n 1980s ,for t he ir exce llen t advantag e i nclud i ng eukaryotic express i on env iroment .In l ess t han 30years ,g reat advances have ach i eved i nvolv i ng reco m b i nant baculovirus constructi on and sc reeni ng .T hus ,t he bacul ov irus expressi on vec tor syste m (BEV S)has beco m e one o f the f our m ost popular expression syste m co m prisi ng bacte ri um ,yeasts ,m a mma li an ce lls and bacu loviruses .T he BEV S has been used i n surface d isplay ,v irus li ke particles producti on ,m a mm a lian ce lls gene de livery ,RNA i nterfe r ence ,etc .The deve l op m ent and applica tion o f the BEV S i s reviewed i n this arti c l e .K ey words : Bacu l ov irus BEVS Express i on收稿日期:2010 04 26基金项目:国家自然科学基金项目(30770279),国家!863∀计划项目(2006AA10A119)作者简介:韦永龙,硕士,研究方向:分子病毒学;E ma i :l w ei yonglong @126 com 通讯作者:沈桂芳,教授,E m ai:l gf sh2008@caas net c n杆状病毒是一种DNA 双链病毒,基因组约80-160kb 之间。

昆虫杆状病毒表达系统生产流感疫苗的研究进展李晶梅;靖志强;秦红刚;薛霜;漆世华;谢红玲;吴玉石【摘要】Influenza virus -like particles (VLPs) based on baculovirus expression vector system (BEVS) was a new platform for influenza vaccines. Its research progress was reviewed so as to provide reference for development of animal influenza VLPs vaccine. Influenza VLPs derived from BEVS may be promising vaccine candidate for influenza. Furthermore, influenza VLPs derived from BEVS may be used as animal vaccines.%综述了昆虫杆状病毒表达系统生产流感疫苗的研究进展，同时分析了昆虫杆状病毒表达系统表达流感病毒样颗粒用于流感疫苗的优势和前景，以期为兽用流感病毒VLPs疫苗研发提供参考。

【期刊名称】《中国兽药杂志》【年(卷),期】2012(046)012【总页数】4页(P67-70)【关键词】昆虫杆状病毒表达系统;流感病毒样颗粒;流感疫苗【作者】李晶梅;靖志强;秦红刚;薛霜;漆世华;谢红玲;吴玉石【作者单位】武汉中博生物股份有限公司,武汉430070;武汉中博生物股份有限公司,武汉430070;武汉中博生物股份有限公司,武汉430070;武汉中博生物股份有限公司,武汉430070;武汉中博生物股份有限公司,武汉430070;武汉中博生物股份有限公司,武汉430070;武汉中博生物股份有限公司,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】S852.65流感病毒是一种造成人类及动物流行性感冒的RNA病毒，分为A、B、C三型。