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MafA是最新发现的一个胰腺发育相关转录因子,是胰腺β细胞所特有的转录因子,属于转录因子Maf家族。MafA不仅是β细胞功能的发挥和维持的关键因子,而且在胰岛素的表达中起着重要的作用。
蛋白质转导结构域(proteintransductiondomain,PTD)是一类能介导其它大分子进入多种细胞系中的小分子多肽,富含碱性氨基酸。TAT是在HIV病毒中发现的,能够穿过细胞膜,具有蛋白质转导功能的蛋白。
肠组织与胰腺在发育上有着共同的来源,都来源于内胚层,这提示着肠细胞有着被诱导表达胰岛素的可能,加上肠组织中既含有分化的细胞又含有未分化的细胞,这使得肠组织受到人们的关注。肠细胞成为了糖尿病基因治疗或细胞治疗的新的靶点。
本研究中将第一次人工合成的编码含13个碱性氨基酸多肽的基因与小鼠胰岛细胞中重要转录因子MafA基因融合,构建了TAT-MafA融合蛋白原核表达载体,并在pH9.0条件下纯化出了高纯度的具有进胞活性的TAT-MafA融合蛋白,该蛋白的进胞效率呈剂量依赖性。当蛋白质作用浓度达1μM时,蛋白质的进胞效率达到饱和,且在该浓度下,蛋白质对细胞没有明显的毒害作用。在大肠杆菌中表达的TAT-MafA融合蛋白能高效地进入多种细胞系,如:人胚肾上皮细胞(HEK293)、小鼠肝原始细胞系(LEPCs)和大鼠小肠上皮细胞(IEC-6),且对几个细胞的进胞效率没有明显差异。且经TAT介导的MafA进胞后仍能保持MafA原有的生物学活性,能激活MafA靶基因-胰岛素基因的启动子,诱导大鼠小肠上皮细胞IEC-6表达胰岛素以及其它胰腺细胞特有表达基因如Pdx-1、NeuroD和GLUT2的表达。说明TAT-MafA有着诱导小肠上皮细胞向胰岛细胞分化的能力,同时也进一步表明了小肠上皮细胞在胰腺转录因子的作用下,具有向着胰岛素表达细胞方向分化的可能。在本实验中,还发现对糖尿病小鼠进行尾静脉注射TAT-MafA融合蛋白,可以缓解糖尿病小鼠的高血糖症状,起着降低血糖的作用。但该融合蛋白对糖尿病小鼠的体重没有明显影响。
本实验的研究为利用蛋白质转导进行糖尿病的治疗研究和为利用肠细胞作为治疗靶点,采用蛋白质转导技术进行糖尿病的治疗研究奠定了基础。蛋白质转导技术不像传统的腺病毒和脂质体形式的基因治疗方法,它不具有免疫原性、病毒毒性、致突变性、基因导入效率低、持续表达等潜存的危险性和缺陷,因此,为治疗I型糖尿病的治疗提供了一种安全、有效、方便操作的方案。