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中国人IL-18结合蛋白Cdna的克隆和序列分析

2022-07-29
来源:求医网
[摘要]目的克隆人白介素-18结合蛋白(hIL-18BP)的cDNA,以研究其结构与功能的关系。方法从中国汉族人的胎盘组织中提取总RNA,以RT-PCR方法扩增出全长585个bp的IL-18BPcDNA,将其与表达载体pcDNA3连接,转化大肠杆菌DH5α,建立了hIL-18BP的cDNA克隆。结果序列分析表明,与国外文献报道的人IL-18BP的cDNA序列完全一致。结论hIL-18BP已成功地得到克隆。

[中图分类号]R392.1[文献标识码]A

[文章编号]1000-8861(2000)04-0254-03

Cloning and sequencing of human IL-18 binding protein cDNA

FU Yi,ZHAO Hui-ren,PEI Dong-sheng

(Research Center for Biochemistry and Molecular Biology,Xuzhou Medical College,Xuzhou 221002,China)

[Abstract] Objective To obtain the cDNA of human interleukin-18(IL-18) binding protein(hIL-18BP) and to investigate the relationship between structure and function of hIL-18BP.Methods The total RNA was extracted from human placenta and the intact cDNA of hIL-18BP was amplified by RT-PCR.The cDNA was cloned into pcDNA3 vector and transformed into E.coli DH5α.Results The result of sequencing was completely consistent with the published hIL-18BP cDNA.Conclusion hIL-18BP cDNA has been cloned successfully.

[Key words] interleukin-18 binding protein;RT-PCR;cDNA cloning;DNA sequencing

IL-18结合蛋白(IL-18BP)是新近发现的一种糖蛋白,系免疫球蛋白超家庭成员。1998年,AIZAWA等[1]首先克隆了小鼠的IL-18BP的cDNA序列,又以小鼠的IL-18BPcDNA作为探针,从正常人肝脏的cDNA文库中筛选出了人的IL-18BP cDNA。其表达产物能够抑制IL-18诱导Th1等细胞产生IFN-γ、IL-8,还能降低IL-18对NF-κB的激活作用[2],因此,被认为是IL-18的拮抗剂。为了进一步探讨IL-18BP的结构与功能的关系及其与IL-18相互作用的机制,我们利用RT-PCR的方法首次克隆了中国汉族人的IL-18BPcDNA,并进行了序列分析。

1材料与方法

1.1主要材料新鲜的胎盘组织由徐州医学院附属医院妇产科提供;总RNA提取试剂盒、RT-PCR试剂盒、质粒提取试剂盒均为Promega公司产品;E.coli菌株DH5α和质粒pcDNA3为本室保存;核酸限制性内切酶EcoRⅠ、HindⅢ以及T4DNA连接酶均购自Promega公司。

1.2总RNA提取取液氮冻存的胎盘组织约100mg,按试剂盒说明书操作,提取总RNA。总RNA沉淀溶于100μl无核酸酶的水中,-80°C保存。

1.3引物的设计与合成根据发表的人IL-18BP的cDNA序列,设计PCR引物。上游引物:5’-gcaaagcttatgaccatgagacacaactg-3’,引入了一个HindⅢ酶切位点。下游引物:5’-gcgaattcgtcgacttaaccctgctgctgtggact-3’,引入了一个EcoRⅠ酶切位点(加下划线处为酶切位点)。引物由GIBCO BRL公司合成。

1.4RT-PCR加入总RNA20μg作为模板,上、下游引物至终浓度1μmol/L,用Promega公司的RT-PCR系统进行反转录及PCR扩增。反应条件为:94°C30s,61°C1min,68°C2min,40个循环。1%琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物。

1.5cDNA的克隆及扩增PCR扩增产物经酚-氯仿抽提纯化,HindⅢ和EcoRⅠ双酶切及低熔点琼脂糖凝胶电泳回收后,用酚-氯仿抽提纯化。然后与相同酶切并经低熔点琼脂糖凝胶回收纯化的pcDNA3质粒室温连接5h,用连接产物转化感受态大肠杆菌DH5α,氨苄青平板筛选,37°C培养过夜。利用pcDNA3中的抗氨苄青基因,筛选出阳性菌落,挑取单克隆菌落,在LB培养基中小量扩增,按Promega公司的试剂盒说明书提取质粒,酶切鉴定。

1.6hIL-18BP序列分析使用ABI377全自动序列分析仪进行测序。

2结果

2.1IL-18BP的RT-PCR产物分析将RT-PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳,可见一清晰特异扩增带,约600bp,其大小与理论预期值一致(见图1)。

图1电泳分析RT-PCR扩增的hIL-18BPcDNA

Fig1ElectrophoresisofRT-PCRamplifiedhIL-18BP

cDNA

1:1 kbDNAladder;2:RT-PCRamplifiedhIL-18BPcDNA

2.2人IL-18BP cDNA克隆与鉴定RT-PCR产物经HindⅢ和EcoRⅠ双酶切后,与相同酶切的pcDNA3连接,转化E.coliDH5α,经氨苄青平板筛选得到阳性克隆,提取质粒后再经HindⅢ和EcoRⅠ双酶切鉴定,可见约5kb的载体片段及600bp的插入片段(见图2)。

2.3人IL-18BP序列分析对经酶切鉴定初步确认的阳性克隆测序。结果如图3所示:其序列与已知的人IL-18BPcDNA序列[1]一致。

图2pcDNA/hIL-18BP质粒限制性酶切图谱

Fig2RestrictionenzymemappingofpcDNA/hIL-18BP

plasmid

1:pcDNA/hIL-18BPdigestedwithHindⅢandEcoRⅠ

2:1kbDNAladder

3讨论

1995年、1996年,OKAMURA[3]和USHIO[4]等先后克隆了鼠和人的IL-18。IL-18是一种多效性的细胞因子,它能刺激Th1细胞分泌IFN-γ、GM-CSF和IL-2,并促进Th1细胞增殖,增强FasL介导的Th1细胞的细胞毒性及NK细胞的细胞毒作用。因而IL-18具有抗肿瘤、抗感染等作用,但在一些自身免疫性疾病中,如胰岛素依赖性糖尿病[5]、类风湿关节炎[6]等,IL-18的表达量显著增高,另有文献报道,IL-18还是内毒素所致肝损伤的重要诱导因子[3],表明IL-18参与介导了这些疾病的病理过程。而IL-18BP能抑制IL-18的这种作用,并有类似于IL-18抗体的功能。因此,IL-18BP有可能用于自身免疫性疾病及内毒素所致肝损伤的治疗。

人IL-18BP有164个氨基酸残基组成,含有一段30个氨基酸残基的信号肽及4个N-糖基化位点。鼠的IL-18BP有165个氨基酸残基组成,含一段28个氨基酸残基的信号肽及4个N-糖基化位点。两者的氨基酸序列有60.8%的同源性[1]。人IL-18BP的基因位于染色体11q13[2],在人的心、肺及胎盘组织中可检测到IL-18BPmRNA的表达[1]。考虑天然IL-18BP有较强的糖基化,故选用哺乳动物细胞质粒表达载体pcDNA3。IL-18BP的表达、纯化及生物学活性的测定将是我们下一步的工作。

NOVICK等[7]曾报道在人的尿液中分离、纯化得到一分子量为38 kd的蛋白质,认为是IL-18的可溶性受体。经氨基酸序列分析,该蛋白就是IL-18BP。但IL-18BP无跨膜区域[1]。而后随着IL-18受体(IL-1Rrp和AcPL)的成功克隆[8,9],进一步表明了IL-18BP并非IL-18的可溶性受体,而是通过与IL-18结合抑制IL-18与其受体的结合而发挥作用的蛋白质。

图3hIL-18BPcDNA的核苷酸序列

Fig3NucleotidesequenceofhIL-18BPcDNA

IL-18BP的克隆成功,有助于进一步研究IL-18BP的功能及其与IL-18的相互关系,也为IL-18BP的临床应用奠定了基础。

[作者简介] 傅奕(1975-),女 ,江苏锡山市人,助教,硕士生,主要从事白介素等细胞因子方面的研究。

[参考文献]

[1] AIZAWA Y,AKITA K,TANIAI M,et al.Cloning and expression of interleukin-18 binding protein[J].FEBS Lett,1999,445(2,3):338-342.

[2] NOVICK D,KIM SH,FANTUZZI G,et al.Interleukin-18 binding protein:a novel modulator of the Th1 cytokine response[J].Immunity,1999,10(1):127-136.

[3] OKAMURA H,TSUTSUI H,KOMATSU T,et al.Cloning of a new cytokine that induces IFN-γ production by T cells[J].Nature,1995,378(2):88-91.

[4] USHIO S,NAMBA M,OKURA T,et al.Cloning of the cDNA for human IFN-γ- inducing factor,expression in Escherichia