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破骨细胞抑制性凝集素(Osteoclasstinhibitorylectin,OCIL)是由成骨细胞系/基质细胞谱系表达的Ⅱ型跨膜蛋白,属于C-类凝集素,具有抑制破骨细胞分化和成熟的功能。现在对OCIL的研究刚刚开始,对它受体及其下游的信号传导通路和它的生物学功能还了解甚少。我们通过基因工程的研究方法,制备得到重组的OCIL活性蛋白,为后续的实验研究打下良好的基础。
OCIL蛋白分为胞内段、胞外段和跨膜区三个部分,胞外段含有C-类凝集素的基序,是抑制破骨细胞形成的活性区域。基于此,我们应用基因工程的方法,在大肠杆菌中表达OCIL胞外段重组蛋白,观察重组蛋白对骨髓破骨细胞的形成的影响。
由于异源基因在原核系统中表达时,原核系统在翻译过程对密码子的选择有偏嗜性,基于此,我们按照大肠杆菌密码子偏嗜性和简并性原则,修改OCIL胞外段编码序列的碱基序列,但是不改变OCIL的蛋白序列组成,通过重组PCR的方法得到连续、完整的OCIL胞外域DNA片段。借助克隆载体的中介,目的片段连接于表达载体pMAL-c2x,转化入BL21(DE3)plysS表达宿主菌。重组质粒在37℃、0.5mMIPTG诱导表达4小时,制备细胞抽提物,可溶部分和沉淀部分分别行SDS-PAGE,观察到细胞裂解物上清和沉淀在预期分子量位置均有明显的蛋白表达条带。免疫印记Western-blotting显示预期位置蛋白可与抗MBP抗体发生特异性免疫反应,证明此重组蛋白确系MBP-OCIL重组融合蛋白。改变表达目的蛋白的温度、时间和诱导剂的浓度,优化目的蛋白表达的条件,获得最适的表达条件:表达温度30℃,表达时间12小时,诱导剂IPTG的浓度为0.3mM。利用融合蛋白中的担体蛋白MBP可以与直链淀粉形成氢键的特点,使用直链淀粉亲和层析柱,从BL21(DE3)plysS宿主菌表达的细胞裂解物上清中分离得到重组融合蛋白。通过透析的方法除去洗脱液中的洗脱剂麦芽糖、一些盐离子和EDTA。BCA法测得透析液总蛋白浓度,透析液行SDS-PAGE还原凝胶电泳,UVP凝胶分析系统分析纯化后融合蛋白的纯度。体外培养小鼠股骨骨髓细胞,在M-CSF和RANKL刺激骨髓细胞向破骨细胞分化的基础上,加入不同浓度的重组融合蛋白MBP-OCIL,观察重组MBP-OCIL对破骨细胞的抑制作用,抗酒石酸酸性磷酸酶染色,显微镜下计数抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性细胞细胞数。结果显示我们所制备的重组融合蛋白MBP-OCIL对小鼠破骨细胞的形成有明显的抑制作用(p<0.05),并且随着慢MBP-OCIL浓度的增加,破骨细胞细胞数减少,MBP-OCIL对破骨细胞的抑制作用呈现一定的剂量依赖关系。