プラスミドおよびバキュロウイルスベースのシステムで発現したヒトパピローマウイルス16型L1タンパク質の昆虫細胞内での比較評価

Comparative Evaluation of Human Papillomavirus Type 16 L1 Protein Expressed in Plasmid- and Baculovirus-Based Systems in Insect Cells.

• B Abedi Kiasari

抄録

ヒトパピローマウイルス（HPV）は、特定のタイプの乳頭腫、特定の解剖学的部位の病変、および悪性腫瘍と関連している。HPV16およびHPV18は、様々な癌において役割を果たすことが示されています。最も文書化されているHPV関連癌は、子宮頸癌である。診断検査やワクチンのために適切な抗原を同定する必要があり、パピローマウイルスではL1組換えタンパク質の発現を促進する必要がある。そこで、本研究では、プラスミドとバキュロウイルス系を用いて、昆虫細胞におけるHPV16のL1タンパク質の発現を評価・比較した。プラスミド（InsectDirect）とバキュロウイルスシステム（BacMagic）を用いて、昆虫細胞におけるHPV16のL1タンパク質の発現を調べた。発現した組換えタンパク質は、Ni-NTA樹脂カラムを用いてSf9溶解液から精製した。両システム（BacMagicおよびInsectDirect）で発現した組換えL1タンパク質の特性評価は、免疫蛍光、SDS-PAGE、ウエスタンブロットおよびドットブロットを用いて行った。プラスミド系およびバキュロウイルス系（10 ml 培養、107 細胞）からの精製タンパク質の収率は、それぞれ 455-495 µg/ml および 1.44-1.6 mg/ml であり、分光光度計で分析した。精製されたタンパク質のSDS-PAGE分析の結果、期待されるサイズの58KDaの組換えタンパク質がInsectDirectとバキュロウイルスシステムの両方で産生されていることが明らかになった。SDS-PAGEで観察されるように、このシステムを用いて高い程度（95％）の精製が達成された。バキュロウイルス系で精製されたL1タンパク質は、InsectDirect系よりも明らかに効率的であった。この研究結果は、バキュロウイルスシステムが大規模なタンパク質生産に適したツールであり、従来のバキュロウイルスシステムの代替手段を提供していることを示している。さらに、 InsectDirectシステムは、タンパク質がバキュロウイルスシステムで正常に生産できるかどうかの迅速かつ信頼性の高いポインタを提供する可能性がある。InsectDirectシステムとBacMagicシステムの両方とも、コストと時間を大幅に削減することができます。

Human papillomavirus (HPV) has been associated with specific types of papillomas, lesions at particular anatomic sites, and malignancies. The HPV16 and HPV18 have been shown to play a role in a variety of carcinomas. The most documented HPV-associated cancer is cervical carcinoma. Suitable antigens are needed to be identified for the diagnostic tests and vaccines and the expression of L1 recombinant protein should be accelerated in papillomaviruses. Therefore, in this study, the expression of the L1 protein of HPV16 was evaluated and compared in insect cells using a plasmid and a baculovirus system. The expression of the L1 protein of HPV16 in insect cells was investigated using a plasmid (InsectDirect) and a baculovirus system (BacMagic). The expressed recombinant proteins were purified from the Sf9 lysate using Ni-NTA resin columns. The characterization of recombinant L1 protein expressed in both systems (BacMagic and InsectDirect) was performed using immunofluorescence, SDS-PAGE, western blot, and dot blot. The yields of the purified proteins from the plasmid- and baculovirus-based systems (10 ml culture; 107 cells) had the ranges of 455-495 µg/ml and 1.44-1.6 mg/ml as analyzed by spectrophotometer, respectively. The SDS-PAGE analysis of purified proteins revealed that the recombinant proteins with the expected size of 58 KDa were produced in both InsectDirect and baculovirus systems. A high degree (95%) of purification was achieved using this system as observed in SDS-PAGE. The purified L1 protein in the baculovirus system was clearly more efficient than the InsectDirect system. The results of this study indicate that the BacMagic system is an appropriate tool for large scale protein production and provides an alternative to the traditional baculovirus system. In addition, the InsectDirect system might provide a rapid and dependable pointer of whether a protein can be successfully produced in a baculovirus system. Both InsectDirect and BacMagic systems present remarkable savings in cost and time.

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