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Prion病(又称可传播性海绵状脑病,TSE)可引起脑组织空泡样变性和海绵状退行性变化,并存在异常朊蛋白prpSc的堆积。Prion病有散发性、家族性和传染性三种类型。关于Prion病中细胞死亡的原因,有学者认为是由于正常的朊蛋白prpC转变为异常朊蛋白prpSc后,正常朊蛋白prpC的缺乏导致其功能缺失引起的。正常朊蛋白大多分布于细胞膜外表面,因此它可能在细胞黏附,信号转导,胞外配体的摄入等过程中起作用。但是,目前这些功能联系仍缺乏明确直接的证据,Prion病与正常朊蛋白生理功能的关系也没有完全的理解。
为了研究正常朊蛋白的功能,国外学者尝试从其他方向探究正常朊蛋白prpC的功能,发现了一些与朊蛋白结构相似的新蛋白,例如Doppel,PrP-like,stPrP-1,stPrP-2,stPrP-3和Shadoo(SHO)等。SHO是基于生物信息学的发展,通过比较基因组学在基因数据库中发现的与Prion有关的一个新蛋白,其基因SPRN(shadowofprionprotein)序列从鱼到哺乳动物都很保守,它在脑组织中有表达,蛋白序列的整体结构特点与朊蛋白相似。这些特点使它成为研究朊蛋白功能的合适的模式蛋白,通过对它可能存在的与朊蛋白功能上的重叠甚至直接相互作用的研究可以进一步促进对朊蛋白功能的理解。
在本研究中,首先提取仓鼠各组织的mRNA,利用RT-PCR以β-actin为内参,证实了SPRN在仓鼠脑组织中转录水平的表达,随后提取人神经成纤维母细胞瘤细胞的基因组DNA,利用PCR扩增出SPRN的基因序列,经序列分析证实后,将编码SHO第25至126位氨基酸的基因片段亚克隆至HIS-GST融合蛋白表达载体pQE30-GST,命名为pQE30-GST-SHO。在大肠杆菌M15中经诱导后表达出37kDa大小的融合蛋白SHO,通过Ni-NTAAgarose和GlutathoineSepharose4B进行了纯化。以纯化的SHO蛋白为抗原多次皮下注射免疫家兔,制备了多克隆抗血清;经ELISA检测显示所制备的抗血清与纯化SHO蛋白的ELISA反应效价为1:256,000;以制备的抗体的为一抗,用Westernblot方法分别检测了基因工程重组表达的SHO蛋白以及人、山羊、牛、小鼠、仓鼠的脑组织提取物,结果显示多克隆抗血清不仅可与基因工程重组的SHO蛋白反应,而且可识别人、小鼠和仓鼠脑组织内源性SHO。本课题为研究SHO和正常朊蛋白之间的关系打下初步基础,同时也为研究朊蛋白的正常生理功能提供了一条新的研究途径。