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目的: 以刚地弓形虫RH株速殖子感染HeLa细胞,研究弓形虫感染调控宿主细胞凋亡的能力,探讨弓形虫致密颗粒抗原1(GRA1)的分泌与宿主细胞凋亡的关系。 方法: 24孔细胞培养板内接种HeLa细胞,培养16h后各孔接种不同数量(MOI分别为0.1、1、5和10)弓形虫速殖子,4h后在培养液中加入终浓度为0.5μg/ml放线菌素D(ActD)诱导凋亡,于加药后8h、12h、24h和36h收集细胞,通过Hoechst33258染色法和AnnexinV-FITC/PI法检测HeLa细胞凋亡率。 根据ToxoDB基因库中GRA1基因序列,DNAstar软件设计并合成1对特异性引物。以弓形虫cDNA为模板,PCR扩增GRA1基因。构建重组质粒GRA1/pTG19-T和GRA1/pET-32a,在大肠埃希菌Rosetta(DE3)菌株中诱导表达。Ni-NTA亲合层析柱纯化重组GRA1蛋白并制备其兔多克隆抗体,Western blotting技术鉴定此多克隆抗体。 24孔和6孔细胞培养板内分别接种HeLa细胞,培养16h后各孔按MOI=10比例接种弓形虫速殖子。感染后0~60 min(10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min)和1~36h(1 h、4h、8h、12h、24 h、36 h),以Hoechst33258染色和Annexin V-FITC/PI法检测HeLa细胞凋亡率,采用Western blotting技术检测GRA1表达。 结果: 弓形虫感染HeLa细胞8h时,各感染组细胞凋亡率与ActD诱导对照组无明显差异(P>0.05)。感染12h时,MOI=0.1组和MOI=1组HeLa细胞凋亡率明显低于ActD诱导对照组(P<0.05),但随着虫体数量增加,HeLa细胞凋亡率显著增高,MOI=5组和MOI=10组细胞凋亡率明显高于ActD诱导对照组(P<0.05);感染24h时,MOI=0.1组细胞凋亡率高于ActD诱导对照组,但差异无统计学意义(P>0.05),而MOI=1组、MOI=5组和MOI=10组细胞凋亡率明显高于ActD诱导对照组(P<0.05);感染36h时,各感染组细胞凋亡率明显低于ActD诱导对照组(P<0.05)。 成功构建重组表达质粒GRA1/pET-32a,并在Rosetta(DE3)菌株中大量表达,并获得效价较高的多克隆抗体。Western blotting结果表明,24 kDa处有一条明显的蛋白表达条带,与理论值大小一致。 弓形虫感染HeLa细胞60 min内,HeLa细胞凋亡率先降低(0~30min)再升高(30~60min);感染后1~36 h,随着时间的延长,HeLa细胞的凋亡率逐渐升高。在弓形虫感染后0~60 min,随着时间的延长,弓形虫分泌GRA1逐渐增多;弓形虫感染后1~36 h,随着感染时间延长,虫体分泌GRA1逐渐减少。 结论: 当MOI≤1时,弓形虫感染表现为抑制ActD诱导的HeLa细胞凋亡.随着虫体数量增加(MOI>1)和感染时间延长(≥24h),虫体感染则表现为促进HeLa细胞凋亡。弓形虫感染宿主细胞并非只是简单的抑制或促进细胞凋亡,虫体调控HeLa细胞凋亡存在着数量-效应关系和时间-效应关系。 原核表达GRA1重组蛋白制备的多克隆抗体具有较好特异性,可以用于Western blotting检测。 弓形虫调控细胞凋亡能力变化与虫体GRA1分泌量的变化存在联系,GRA1可能具有促进细胞凋亡的功能。