摘要目的:分析真核表达产物CTLA4-Ig对T细胞活化功能的影响。方法:构建并用真核表达系统表达CTLA4-Ig,通过蛋白A亲合柱纯化获得纯品;然后观察CTLA4-Ig对淋巴细胞转化功能及T细胞表面分子CD25表达的影响;用3H-TdR掺入法研究CTLA4-Ig对混合淋巴细胞反应的影响。结果:CTLA4-Ig抑制PHA对淋巴细胞的转化;同时,抑制PHA刺激的淋巴细胞表面CD25分子的表达,抑制率达53%,与对照相比抑制显著(P<0.05),且这种效应有剂量依赖性;CTLA4-Ig抑制单向混合淋巴细胞反应,抑制率达87.53%,与对照相比亦抑制显著(P<0.05),且效应亦呈剂量依赖性。结论:CTLA4-Ig能有效阻断T细胞的活化,并且阻断效应是通过多种信号途径起作用的。
中图分类号R972.6
EFFECTS OF HUMAN rECOMBINANT CTLA4-IG ON
lYMPHOCYTE ACTIVATION
Zheng Yu,Shen Beifen,Li Yan,Sun Yingxun,Shu cuiling,Hu Meiru,Yu Ming(Institute of Basic Medical Sciences of AMMS,Beijing100850)
AbstractAIM To study the effects of the recombinant CTLA4-Ig on lymphocyte activation.METHODS The recombinant protein of CTLA4 and Fc were expressed in eukaryotic system and purified by protein A;PBL were isolated and stimulated by PHA or the other PBL and CTLA4-Ig or human IgG, to obtain the data of CTLA4-Ig on the lymphocyte transformation, the expression of CD25 on the T cell surface and MLC.RESULTSCTLA4-Ig blocked the lymphocyte transformation,and expression of CD25 on the T cell surface by 53%, whereas the control of human IgG did not. CTLA4-Ig inhibited the reaction of MLC by 87.53%, which were significantly higher than the control of human IgG (P<0.05).CONCLUSION The human recombinant CTLA4-Ig can block the lymphocyte activation through different pathway.
Key wordsCTLA4-Ig;PBL;PHA;CD25
CTLA4是维持体内T细胞稳定的负调控因子,它能抑制T细胞的活化,与维持T细胞活化、存活和增殖的CD28作用相反,二者构成了一对重要的免疫调控因子[1]。目前,由CTLA4胞外段和人IgG fc段构建的融合蛋白CTLA4-Ig,被作为一种免疫抑制性制剂,对临床移植排斥反应有明显的抑制作用[2、3]。在小鼠模型中,已证明该融合蛋白能够抑制同种异体器官的移植排斥反应,延长移植物的存活时间,而且与目前临床上使用的免疫抑制剂如FK506、CsA等联合使用,可降低后者的使用剂量及毒副作用。因此,我们构建并表达了CTLA4-Ig融合蛋白,观察了其对淋巴细胞转化及MLC反应的影响,并通过流式细胞术对该分子影响T细胞表面分子的表达进行了一些研究。
1材料与方法
1.1材料与试剂表达载体pIg,(由孙凯博士赠送)。内切酶(美国Biolab公司)。pGEM载体(美国Promega公司)。所用引物P1、P2、P3(本实验室全自动DNA合成仪合成)。CTLA4基因为本室保存。淋巴细胞分离液、肝素、生理盐水注射液、植物血凝素(PHA)。FITC-抗CD25抗体、PE-抗CD3抗体(美国BD公司)。AB血清、外周血来源于307医院血库。96孔板、多孔细胞收集器、β-液闪仪。3H-TdR(购自中国科学院原子能研究所)。
1.2方法
1.2.1CTLA4基因的改构用引物P1,P2和P3,通过引物重叠和半套式两次PCR,获得含抑瘤素M信号肽的CTLA4胞外片段,方法参见文献[4]。
1.2.2CTLA4-Ig表达载体的构建将改造后的目的基因,经限制性内切酶EcoR v和BamH I消化后,连接至经相同内切酶处理的真核表达载体pIg中,酶切鉴定。PCR产物及载体的酶切、克隆及阳性重组子的鉴定,参见文献[5]。
1.2.3细胞培养与转染调整CHO-K细胞至对数生长期。预先配制下述溶液:在100μl无血清、无抗生素的DMEM中,加质粒DNA5μg,混匀备用;在100μl无血清、无抗生素的DMEM中,加入20μl脂质体,混匀。将上述两种溶液混匀,滴加在欲转染的细胞表面,37℃,5% cO2条件下培养5h~12h,换有血清培养液培养24h,再换无血清的DMEM培养48h~72h,收集上清液[6]。
1.2.4免疫印迹检测目的蛋白表达上清液直接进行SDS-PAGE后,用抗人IgG fc段和抗人CTLA4的mAb,蛋白印迹法检测CTLA4-Ig。
1.2.5CTLA4-Ig表达产物的纯化表达上清液经超滤浓缩和/或PEG20000浓缩后,过蛋白A柱。用柠檬酸缓冲液洗脱,获得了纯化的CTLA4-Ig。
1.2.6淋巴细胞分离[7]无菌取正常人外周血,用肝素抗凝。再用生理盐水稀释一倍,加于一定量的淋巴细胞分离液液面上,2000r/min,离心20min。取界面淋巴细胞,用生理盐水洗2~3次,悬于RPMI1640完全培养液,计数并调整细胞浓度。
1.2.7MTT法测定淋巴细胞转化[8]细胞悬液调成1×105~2×105ml-1,加至96孔培养板内,每孔100μl。CTLA4-Ig、人IgG及CHO表达上清液,每孔加10μl,以10μl无血清RPMI1640培养基作对照,用PHA刺激(终浓度为5μg·ml-1),培养板置37℃,5%CO2孵箱内培养72h。在培养结束前4h,加入浓度为5mg·ml-1的MTT液10μl。培养结束后,吸去90μl上清液,加DMSO100μl/孔。充分振荡后在酶标仪上比色,测定波长为570nm。每个实验取3次测定的平均值,结果以转化指数计算。
转化指数=实验组OD570/阴性对照组OD570
1.2.8单向混合淋巴细胞培养(MLC)[8]常规法分离出的外周血单个核细胞(MNC),悬浮于含20%人AB血清的RPMI1640培养液中。用剂量为25Gy的60Coγ射线一次性照射,使细胞失去增殖反应性,作为刺激细胞刺激另外个体MNC。二者等量混合后植入96孔U型板,37℃,5%CO2培养6d。掺入3H-TdR(1μCi/孔)再培养16h。用多孔细胞收集器将细胞收集于玻璃纤维滤纸上,水洗20s,空吸10s,然后干燥滤纸。最后将含样品的滤纸放入2ml闪烁液的闪烁瓶中,用β-液闪仪测定放射性强度(cpm)。
MLC实验结果分别以抑制率计算:
抑制率(%)=(1-实验组/对照组)×100
1.2.9流式细胞仪检测细胞表面分子[9]常规法分离的淋巴细胞,以2×106个/ml密度悬浮于RPMI1640培养液中。取50μl细胞悬液与20μl CTLA4-Ig混合。加入PHA,补液至20μl并使PHA终浓度为5μg·ml-1。置37℃、5% cO2条件下培养72h。收集细胞,用含2%小牛血清的PBS洗2次,然后加入相应CD3-FITC和CD25-PE的抗体,在冰浴、振荡条件下孵育30min。收集细胞,用2%的甲醛溶液固定保存。FCM分析。
T细胞中CD25表达阳性率的计算:
CD25阳性率(%)=CD25+CD3+/(CD3++CD3+CD25+)×100%
2结果
2.1CTLA4表达质粒的构建(图1)由于CTLA4基因的信号肽序列不明确,为表达该基因的胞外段,需要引入抑瘤素M的信号肽[4],并为适合pIg载体的要求,在胞外段下游引物P3中,引入了表达载体要求提供的剪切供体ACTTACCTGT,引物序列如下:
图1plg-CTLA4质粒构建示意图
p1:5'GGGGATATCCACCATGGGTGTACTGCTCACA
cAGAGGACGCTGCTCAGTCTGGTCCTTGCACTC3'
p2:5'CTCAGTCTGGTCCTTGCACTCCTGTTTCCA
gCATGGCGAGCATGGCAATGCACGTGGCCCAGCC3'
p3:5'GCGGATCCACTTACCTGTAGAATCTGGGCA
cGG3'
用P2和P3引物,经半套式PCR扩增后,再用P1和P3引物,经引物重叠PCR,对CTLA4基因改构,获得抑瘤素M信号肽和CTLA4胞外段的融合基因。PCR产物经限制性内切酶EcoRV和BamH i酶切、电泳回收,连接至经相同酶切的表达载体pIg。该载体含有可融合的人IgG1Fc,并要求欲表达的基因含剪切供体,其自身带剪切受体。经酶切鉴定后,命名为pIg-CTLA4。最后,序列测定表明基因正确。
2.2CTLA4基因的真核表达及表达产物鉴定提取pIg-CTLA4质粒,转染COS7和CHO-K细胞,提取转染并经G418筛选的细胞基因组DNA,通过PCR扩增表明,确实将pIg-CTLA4转入表达细胞。收集表达上清液,用抗人IgG fc mAb和抗人CTLA4 mAb,通过免疫印迹证明在暂时性表达载体pIg中获得了表
