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中性白细胞抑制因子(Neutrophil inhibitory factor,NIF)是一种犬的钩虫(Ancylostoma caninum)分泌的糖蛋白,理论分子量为41 kDa,其cDNA编码的蛋白质由274 个氨基酸残基组成,N端有17个氨基酸残基的信号肽,成熟蛋白有257个氨基酸残基。NIF是一种新型抗炎因子,它能专一地结合人中性白细胞膜上的整合素CD11b/CD18,从而抑制活化的中性白细胞释放H2O2以及粘附血管内皮细胞,以此减轻中性白细胞介导的组织损伤。目的:美国辉瑞公司将rNIF用于治疗与局部出血性中风相关的再灌注损伤,现已进入Ⅱ期临床。仅美国每年就大约有750 000人患上局部出血性中风,如果rNIF顺利通过临床实验,无疑具有极大的商业价值。在基因工程中,rNIF的表达一般采用真核表达系统,美国Corvas公司的Moyle等人就利用巴斯德毕赤酵母成功表达出rNIF,但尚未见利用原核表达系统表达rNIF的报道,本研究初步探讨了如何利用大肠杆菌表达rNIF并进行纯化。方法:根据有关文献报道的编码NIF成熟肽的cDNA序列并参照引物设计的基本原则,设计出一对引物,以含目的cDNA的质粒PUC57为模板,利用PCR技术扩增目的cDNA。用限制性内切酶NdeⅠ和BamHⅠ双酶切扩增产物和表达质粒pET-21a(+),连接目的cDNA和表达质粒的大片段,将连接产物用CaCl2 法转化大肠杆菌DH5α。抽提重组质粒pET-21a(+)/NIF,用NdeⅠ和BamHⅠ小量双酶切,确定目的cDNA与表达质粒的大片段是否正确连接,然后由上海生工用Sanger双脱氧链终止法-PUC体系对目的cDNA测序,确定目的cDNA的基因序列是否正确。大量抽提重组质粒,转化宿主菌BL21(DE3)plysS,经IPTG诱导,确定rNIF在宿主菌BL21(DE3)plysS中以可溶形式或包涵体形式高效表达,通过发酵大量制备rNIF。离心分离表达菌体和培养基,收获的菌体用Tris-HCl 缓冲液(pH8.0)+超声破菌处理,再离心收集包涵体沉淀,经过洗涤、溶解和复性,rNIF复性溶液经Q-Sepharose层析、羟基磷灰石(HTP)层析、Sephacryl S-100凝胶过滤层析,得到纯化的rNIF。在纯化过程中,用Bradford法测定rNIF浓度。凝胶扫描15%SDS-PAGE胶条,测定rNIF在全菌蛋白中的百分含量。HPLC分析rNIF纯品的纯度。通过中性白细胞与96孔细胞培养板的粘附性实验,测定rNIF抑制中性白细胞粘附的活性。结果:本研究成功利用PCR技术扩增出目的cDNA并克隆于表达质粒pET-21a(+)。对目的cDNA的序列分析结果表明,扩增的目的cDNA序列与文献报道一致。经IPTG诱导3 h,rNIF在宿主菌BL21(DE3)plysS中以包涵体形式实现高效表达。凝胶扫描的分析结果表明,目的蛋白(28.9 kDa)约占全菌蛋白的20%。HPLC的分析结果表明,rNIF纯品的纯度在98%以上。活性测定结果表明,rNIF能有效抑制中性白细胞的粘附。结论:本研究在大肠杆菌中高效表达出具有生物活性的rNIF,而且摸索出一套相应的纯化工艺,该工艺成本低、工艺衔接合理、分离效率高,可以方便的放大至中试和生产规模,这些结果为利用大肠杆菌制备rNIF奠定了基础。