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树突状细胞是机体中功能最强的专职抗原递呈细胞,既能直接激活初始型T淋巴细胞,启动早期特异性免疫应答;又能诱导免疫耐受,具有强大的激活CTL及CD4+Th细胞的能力,控制着体内免疫反应的过程,在免疫应答中处于中心位置,已成为免疫学及相关学科的研究热点。
髓系树突状细胞分化发育的各阶段具有不同的功能特点。未成熟期树突状细胞可由粘附分子选择素介导进入炎症组织,并具有极强的抗原内吞和加工处理能力,但其激活初始T细胞的能力较弱。利用DC来增强机体特异性抗肿瘤免疫能力的研究,已成为肿瘤生物治疗的重要课题。同时,国内外都已将其作为肿瘤疫苗应用于基因治疗,取得了很好的临床效果。如果将抗原引入未成熟树突状细胞,使之发育为成熟细胞,则在临床应用上更为理想。
仙台病毒载体是细胞质型RNA载体,对各种动物细胞有较高的感染效率;在理论上不存在改变细胞核内染色体的危险性,与以往的载体相比具有更高的安全性。仙台病毒载体作为基因治疗、基因疫苗、基因(蛋白质)功能分析及蛋白质生产研究的载体,受到许多学者的青睐。
本课题对小鼠骨髓来源的未成熟树突状细胞的蛋白质表达进行了分析,通过双向电泳和MALDI-TOFMS分析,运用MS-Fit工具进行鉴定;对仙台病毒载体处理的成熟DC进行比较蛋白质组分析,寻找差异蛋白;对DC所表达的蛋白质在细胞中的生理作用以及它们相互间的作用进行了分析和探讨。研究结果如下:
1.以树突状细胞、成纤维细胞、黑色素瘤细胞、宫颈癌CasKi细胞、昆虫细胞Bm5和e21为研究材料,在不同条件下进行2-DE,采用改进的银染法检测蛋白斑点,所分离得到的蛋白点能够满足进行质谱分析的要求。
2.未成熟DC表达的蛋白质用2-DE进行分离,得到了约660个蛋白点,取其中118个蛋白点进行MALDI-TOFMS分析,获得了87个蛋白点的PMF图,经鉴定、分析发现,其中与未成熟DC免疫调节功能相关的蛋白质有40个,占45.98%;与大分子代谢相关的有37个,占42.53%。
3.感染SeV后的DC表达蛋白经质谱分析为胞苷脱氢酶、肌动蛋白素、谷胱甘肽S一转移酶、甲硫氨酸-tRNA甲酰转移酶、ADP/ATP转位酶
2、凋亡效应子Caspase-4前体、肌动蛋白、蛋白酶体p42亚基、腺苷酸环化酶相关蛋白2、磷酸葡萄变位酶3、IL-1受体、热休克蛋白70.2、葡萄糖调控蛋白前体、70kDa热休克蛋白8、乙酸辅酶A连接酶2。
4.感染SeV-sfltl和Sev/AF后DC与未成熟DC相比较,未表达的蛋白质经质谱分析为半胱氨酸蛋白酶抑制剂F的前体、前折叠素的亚基2、胶质成熟因子γ、肽脯氨酰顺反异构酶(环孢素A结合蛋白)、锌指蛋白9。其它蛋白质只是在表达量上有所下调。
5.SeV、SeV/AF、SeV-sfltl分别感染未成熟DC,在感染后1、2、3、5、7天,检测DC增殖、凋亡、表面标志物的表达情况。结果显示,SeV、SeV/AF、SeV-sfltl感染后对DC的增殖、凋亡及细胞表面标志物表达的影响没有统计学差异。
6.对未成熟DC表达的转录因子和凋亡因子的生物功能进行了探讨。锌指蛋白是细胞中重要的转录因子,在转录水平上对蛋白的表达进行调控。凋亡因子Bcl-2和caspase在细胞的凋亡过程中发挥重要作用。热休克蛋白在蛋白质的折叠、定位以及细胞应激反应中有着重要作用。
7.仙台病毒载体对DC蛋白表达的影响表现在两个方面:蛋白质种类的的减少和表达量的下调。前者主要是因为病毒的复制序列所造成的,后者主要由载体携带的目的基因引起。仙台病毒载体进入DC后,RNA大量复制,结构蛋白合成增加,导致DC细胞质中蛋白质合成减少。去除复制序列后,病毒RNA不能进行复制,只能依靠转入DC的RNA作为模板进行转录和翻译,因此DC的蛋白表达下调。
总之,本课题建立了适宜各种细胞蛋白质表达分析的技术体系,特别是在蛋白质的分离过程中,用银染法检测2-DE后凝胶上的蛋白斑点,这就可以减少样品用量,对不易获得的材料也能开展蛋白质组研究。未成熟DC的蛋白质表达分析得到了87个蛋白点,这对于深入理解DC在免疫系统中的作用具有重要意义。仙台病毒载体对DC的增殖、凋亡及细胞表面标志物表达的影响没有统计学差异。这为仙台病毒载体的安全性提供了实验依据,也为联合运用DC和仙台病毒载体进行基因治疗提供了实验依据。