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各种血栓性疾病已经成为人类死亡的主要原因。为了治疗血栓性疾病,检测血栓形成的部位和大小至关重要。目前,检测手段主要有通过检测血液中某些血液因子浓度变化的化学手段和通过血管造影、CT、核磁等进行的物理手段。虽然它们已经被逐步完善并在血栓检测方面做出了巨大贡献,但在早期快速检测方面仍然具有缺点。寻求生物分子水平的快速检测手段成为当务之急。
核医学显像已经在肿瘤,炎症检测等方面发挥了很大的作用。我们寄希望于发现和找到能和血栓特异结合的分子,利用同位素标记后,导入体内能特异性结合血栓并显像。这样的检测是分子水平的,并且有比较高的特异性,能在早期就发现血栓形成的征兆。为了达到上面目的,必须要研究血栓的形成原因,血栓的构造以及血栓形成中血栓表面特异性分子和受体变化。
血小板是血栓的重要组成部分,在血栓形成前后,血小板表面有2种分子发生变化。一种是GMP-140,它会因为血栓活化作用从细胞内释放到细胞表面。另一种是GPⅡb-Ⅲa蛋白,它也会在血小板表面表达量增加,并且发生构象改变以便和纤维蛋白作用。这两种分子的改变成为血栓形成的特异性标志。基于这两种分子本文研究了两种潜在的新型血栓显像试剂。
SZ51是GMP-140的抗体,本文克隆了SZ51轻链可变区和重链可变区基因,并构建成两种形式的单链抗体的载体,分别使用15个氨基酸的linker和5个氨基酸的linker连接,并且分别命名为pET-22b(+)-SZ51-ScFv15L和pET-22b(+)-SZ51-ScFv5L。然后在E.coliB121(DE3)表达系统中成功表达出目的产物。我们对于周质及包含体中的目的蛋白,分别用适当的方法进行提取和纯化,最后每升在摇瓶中诱导的菌液总共可获得纯化后蛋白约15mg,纯度可以达到90%以上。通过Westernblotting和蛋白N-端的测序实验确定了目的蛋白的表达。同时我们测定了提纯后的蛋白质的血小板结合活性,等电点等性质。由于二种蛋白性质类似,而且ScFv15L在实验中血栓结合活性上强于ScFv5L,我们仅对ScFv15L蛋白进行了标记。直接羰基锝标记法显示效果不是很理想,最后选用MAG3-NHS对蛋白进行偶联后间接标记99mTc的方法。这样成功地对纯化后的蛋白进行了标记,并且测试标记后仍然具有体外血小板结合活性。
还克隆SZ51抗体的重链、轻链作为单域抗体在酵母菌GS115中进行了表达。抗体轻链表现了较好的结合血小板活性,于是我们进行了发酵培养,并通过玻璃砂吸滤漏斗和金属鳌合层析介质进行了快速纯化。然后用QHighperformance对纯化的蛋白进行了脱色素处理,用Superdex75进行最后的纯化。实验结果证实了轻链蛋白在P.pastoris酵母中高效表达,由纯化脱盐后的产率计算,样品纯化后产率约为30mg/L。之后我们经过MAG3-NHS偶联,对抗体轻链蛋白进行了间接99mTc标记。体外结合试验表明了它具有很好的体外血小板结合活性。兔子体内分布实验也显示了它在体内没有发生99mTc解离现象,背景比较低。最后进行了狗股静脉新鲜血栓的体内结合显像实验,并获得了显像的成功。
基于GPⅡb-Ⅲa在血栓血小板表面的表达,我们探索了另一种潜在的新型血栓显像剂。根据抗栓肽(Decorsin)有亲和血栓表面活化的GPⅡb-Ⅲa的作用,而金属硫蛋白(MT)具有结合同位素金属的作用,我们使用分子生物学手段模拟设计了一个7个氨基酸的连接肽,来连接这2个分子,构成Decorsin-MT分子,希望它能结合同位素又能有亲和血小板的作用。我们克隆构建了重组质粒pET-22b(+)-Decorsin-MT,并在大肠杆菌中,以周质分泌形式成功表达了Decorsin-MT,表达量可达到全菌蛋白的30%以上。应用westernblotting实验进一步证实了重组蛋白在菌体周质中的正确表达。应用ELISA实验证明了重组蛋白具有较高的与活化血小板结合的活性。
本实验为开展新型导向血栓剂的研究打下了一定的基础。