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目的:RGD毒素肽为一类含RGD模体序列的小分子量蛋白,其可凭借蛋白质一级结构上特有的RGD分子序列而成为细胞外基质(ECM)与细胞整合素(integrin)间结合的强效竞争性拮抗剂。进而通过封闭整合素的信号转导通路而起到抑制血小板聚集、抑制血管新生和抗肿瘤细胞增殖等作用。七鳃鳗口腔腺分泌蛋白Lj-RGD1、Lj-RGD2、Lj-RGD3是分别含有1、2和3个RGD模体序列的毒性蛋白,通过对其重组蛋白的抗肿瘤活性研究,确定其重要的生物学地位及意义。
方法与结果:对前期已将口腔腺目的基因片段克隆入pET23b载体的重组菌体进行蛋白表达提纯获得了分子量分别为17kD、9.6kD、15kD基因重组蛋白的高效可溶性表达。重组蛋白为融合蛋白,通过组氨酸亲和层析纯化蛋白。在已确定了其具有抗血管新生及抗血小板聚集的前期工作基础上,本课题对重组蛋白rLj-RGDl、rLj-RGD2、rLj-RGD3抑制肿瘤细胞活性的功能进行了测定,并进行了部分作用机制研究。采用MTT法检测不同浓度rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3对bFGF诱导下的Hela、HepG2细胞增殖的抑制作用,结果表明rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3能显著抑制Hela、HepG2细胞的增殖。rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3作用后的Hela、HepG2细胞经Hoechst染色及DNA ladder检测结果显示,细胞均发生调亡。rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3对Hela、HepG2细胞黏附于玻连蛋白(VN)作用的实验结果为有效抑制。采用Transwell细胞培养板对bFGF诱导下的Hela、HepG2细胞迁移实验表明,rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3能够抑制Hela、HepG2细胞的迁移。采用人工基质膜基质Matrigel及Transwell模仿体内环境研究rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3对Hela、HepG2细胞浸润实验显示,以bFGF为趋化剂的Hela、HepG2细胞穿透Matrigel的浸润行为明显受到抑制。Hela、HepG2细胞表面整合素类型检测结果表明其高表达αvβ5和β1。
结论:重组日本七鳃鳗口腔腺分泌蛋白rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3具有诱导Hela、HepG2细胞调亡,以剂量依赖方式抑制Hela、HepG2细胞的增殖、黏附和以bFGF为趋化剂的Hela、HepG2细胞的迁移与浸润等生物学功能,Hela、HepG2细胞表面高表达整合素αvβ5和β1。以上研究表明,rLj-RGD1、rLj-RGD2、rLj-RGD3具有典型的RGD毒素蛋白的功能,有望应用于抗肿瘤基因工程药物开发,具有重要的生物学意义。