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B淋巴细胞刺激因子(Blymphocytestimulator,BLyS),是肿瘤坏死因子(TNF)超家族的成员。人BLyS全长285个氨基酸,为Ⅱ型跨膜蛋白,有膜结合型和可溶性两种形式,其发挥功能的主要区域为134-285位氨基酸残基(sBLyS),其受体TACI、BCMA和BAFF-R主要表达于B淋巴细胞。作为B淋巴细胞的共刺激因子,BLyS通过与B淋巴细胞表面受体结合而诱导其增殖、分化和免疫球蛋白产生,在体液免疫中发挥着重要作用。研究表明,BLyS表达缺陷将导致过渡B细胞缺失,外周B细胞显著减少,无法产生正常的体液免疫反应;其过表达将导致B细胞严重增多,是系统性红斑狼疮(systemiclupuserythematosus,SLE)、类风湿关节炎(rheumatoidarthritis,RA)、干燥综合征(Sj(o)grenssyndrom,SS)等自身免疫性疾病的病因之一,其血清浓度往往与病情的严重程度存在一定的正相关。因此,一方面可通过增强BLyS的活性来增强其刺激B细胞增殖及免疫球蛋白的产生,可能对治疗免疫缺陷疾病发挥作用;另一方面可设法抑制BLyS的功能,以此作为治疗自身免疫性疾病的候选策略。
为此我们克隆了人sBLyScDNA的突变体(s△BLyS、sBLyS-G、sBLyS-S),并对其进行原核表达、纯化及功能研究,同时还构建了sBLyS及其突变体的酵母表达载体,为探讨sBLyS的作用机制及其与相关疾病的关系创造条件。并取得了如下结果:
1.以pUC19/sBLyS为模板,经一步反向PCR致突变法成功扩增了缺失编码第142~160氨基酸残基的cDNA序列、以编码甘氨酸的GGG替换第146位半胱氨酸TGC的cDNA序列、以编码丝氨酸的TCC替换第146位半胱氨酸TGC的cDNA序列,分别命名为pUC19/s△BLyS、pUC19/sBLyS-G和pUC19/sBLyS-S。经测序后与GenBank比对,与实验设计的序列完全一致。
2.将上述测序正确的目的片段分别连接于原核表达载体pQE-80L,成功地构建了重组原核表达质粒pQE-80L/s△BLyS、pQE-80L/sBLyS-G和pQE-80L/sBLyS-S。
3.将上述质粒分别转化大肠杆菌DH5α,经IPTG诱导,均获得了较高水平的表达,并确立了这些突变体在大肠杆菌中高效表达的优化条件为:pQE-80L/s△BLyS终浓度为0.5mmol/L、pQE-80/sBLyS-G和pQE-80L/sBLyS-S终浓度为1mmol/L的IPTG在37℃诱导表达4h。SDS-PAGE分析可见,各重组蛋白的相对分子量大小依次约为18×103、20×103和20×103,主要以包涵体的形式表达。Westernblotting分析显示,各目的蛋白均在相应标准分子量处呈现单一条带。
4.经Ni2+-NTA系统纯化及尿素透析,各重组蛋白得到了有效纯化和复性。纯化蛋白在SDS-PAGE上呈现单一条带。复性蛋白经SephadexG75柱层析显示,以单体和三聚体两种形式存在。
5.功能研究结果表明,本实验所制备的重组蛋白s△BLyS能抑制人外周血淋巴细胞和Raji细胞的增殖;制备的重组蛋白sBLyS-G、sBLyS-S不仅可刺激人外周血淋巴细胞和Raji细胞的增殖,而且能抑制肿瘤细胞U937的生长。其中sBLyS-S的促进淋巴细胞增殖功能和对肿瘤细胞U937的杀伤功能比野生型sBLyS更强。
6.以pUC19/sBLyS及其突变体(pUC19/s△BLyS、pUC19/sBLyS-G和pUC19/sBLyS-S)为模板,经PCR扩增后,各目的片段带上6×His标签,将其克隆到有α因子分泌信号肽的毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中。经测序后与GenBank比对,与实验设计的序列完全一致。
7.各重组真核表达质粒电转化至巴斯德毕赤酵母GS¨5,经筛选及PCR鉴定得到高拷贝的Mut+表型重组子。
本研究为进一步揭示sBLyS结构与功能的关系提供了新的资料,同时也为相关疾病的治疗性研究奠定了物质基础。