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背景:抗原特异性T细胞的活化在一些免疫相关疾病(如移植排斥反应、变应性疾病)的发生、发展中起着主导性的作用。而T细胞的活化除需要T细胞受体(TCR)与抗原呈递细胞(Antigen presenting cell,APC)表面的抗原肽-MHC复合物结合所形成的第一信号外,还需要T细胞和APC表面的其它膜分子结合所提供的共刺激信号(亦称第二信号或辅助刺激信号,Costimulatory signal)的参与。共刺激信号决定着T细胞与抗原反应的程度和结果。研究表明B7-CD28通路是最主要的刺激T细胞活化的共刺激信号通路,其不仅参与T细胞活化过程,还影响活化后T细胞的分化、细胞因子产生等。缺乏或阻断B7-CD28共刺激信号将导致T细胞活化增殖障碍、T细胞凋亡(Apoptosis)、克隆排除(Clone depletion)或进入一种无反应状态(无能,Anergy),从而诱导针对该识别过程中特异性抗原的免疫耐受。CTLA4(Cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4)作为一种主要的共刺激负调节剂,可竞争性结合B7分子,阻断B7-CD28途径、并通过产生抑制性信号使T细胞活化障碍。重组人CTLA4Ig融合蛋白已被运用于防治移植排斥反应、自身免疫性疾病和变应性疾病等的实验和临床研究,并取得了肯定的效果。CTLA4Ig融合蛋白是通过基因重组技术将编码CTLA4胞外区1-125个氨基酸序列的DNA片段与编码IgG Fc段的DNA片段融合后表达生成,其功能区是CTLA4胞外区。CTLA4胞外区序列决定了其空间结构和配体结合特异性。CTLA4胞外区DNA的表达蛋白由于不含有外源DNA表达产物,理论上与天然CTLA4蛋白的功能更为一致,也减少 了额外DNA表达产物的副作用。同时,由于CTLA4胞外区片段大小仅有 400hp,较CTLA4Ig融合蛋白*.ZKb)在表达菌中的表达将更为稳定。GSlls 是毕赤酵母uichia pastoris)的一种菌株,己被用于多种外源蛋白的表达。 其可高密度生长,外源蛋白呈分泌性表达,具有外源蛋白产量高、纯化相 对容易的优点。为此,本实验选择 GSlls作为表达菌。 目的:获取具有生物学活性的重组人CTLA4胞外区蛋白(CTLA4e), 探讨其在变应性疾病和器官移植排斥反应防治中的作用和机理。 方法:1.重组人 CTLA4胞外区蛋白在酵母 GS 115中的表达和纯化: 首先通过基因操作技术,从pCTLA4八g质粒中扩增400hp的CTLA4胞外 区片段;将CTLA4胞外区片段插人pPICg质粒中获取单拷贝酵母表达质 粒pPICg-CTLA4125并进一步构建多拷贝酵母表达质粒pPICgK(。 利用限制性内切酶分析、**A序列测定在**A水平对质粒进行鉴定。将 pPICgK七 质粒电转化GSlls酵母;通过筛选获取稳定表达CTLA4 胞外区蛋白的表达菌。表达菌甲醇诱导发酵;发酵上清液经超滤、硫酸胺 粗分级分离以及阴离于交换层析,纯化出CTLA4 胞外区蛋白。利用 IJot.ELISA、SDA-PAGE、Western.blot等方法在蛋白水平对CTLA4胞外区 蛋白的表达进行了鉴定。 2.重组人 CTLA4胞外区蛋白离体生物学活性鉴定:我们通过h1dR 掺入法观察了CTLA4胞外区蛋白对人双向混合淋巴细胞反应(Mixed lymphocyte reaction,MLR产 T细胞增殖的影响。 3.重组人 CTLA4胞外区蛋白体内生物学活性研究:l)观察 CTLA4 胞外区蛋白在小鼠变应性鼻炎中的作用。通过卵清蛋白(Ovalbumin,OVA) 致敏和激发诱导小鼠变应性鼻炎;60只小鼠随机分为变应性鼻炎组(OVA 组)、正常对照组( Saline组)和 CTLA4e组(200 u g/只、l/日 X 7次,IP), 分别比较首次和一月后再次用抗原激发时各组动物鼻部症状、鼻粘膜形态 学改变,以及血清抗原特异性 IgE水平和鼻腔灌洗液(Nasal lavage fluid, NLF)中EOtaxin(嗜酸粒细胞趋化素)水平。2)观察CTLA4e在移植排 斥反应防治中的作用。30只异基因气管移植大鼠随机分成CTLA4e组(500 ·IX·119/只、l/日 X 3次,IP)、Sgline组和环胞素 A对照组(CSA组,SSg/kg、l/日 X 7次,IM),观察大鼠存活时间和术后 7d移植气管形态学改变。24只异基因皮肤移植小鼠,随机分为 CTLAe组(200n g/只、l/日 X3次,IVLSaline组、CsA组(sing/kg、l/日 X 7次,IM)和重组人 CTLA4Ig组(CTLA4Ig组,200 p g/只、1/日X 3次,IV人 分别观察移植皮肤存活时间和术后7d、14d组织形态学改变。 结果:1.成功构建CTLA4 胞外区蛋白的多拷贝酵母表达质粒pPICgK-CTLA4125;获取整合pPICgK-CTLA4125质粒、并能表达CTLA4胞外区蛋白的 GS表达菌;并从表达菌甲醇诱导发酵液中纯化出分子量在28KDa、单体形式的重组人CTLA4胞外区蛋白。 2.重组人CTLA4胞外区蛋白还可显著抑制MLR中T细胞的增殖,抑制率可高达95%。 3.重组人CTLA4胞外区蛋白可明显减轻变应性鼻炎小鼠的鼻部症状、鼻粘膜形