文章编号:1007-8738(2000)01-0058-61
一些表皮过度增殖性皮肤病(银屑病和基底细胞癌等)[1,2],常发生角蛋白组分的异常变化。本室以往的研究表明,抗角蛋白自身抗体(AKautoAb)及抗角蛋白的单克隆抗体(mAb)对这些疾病具有良好的疗效。但由于鼠源性mAb用于人体时能诱导人体产生抗鼠抗体(HAMA)[8],且易引起过敏反应,因而限制了其临床应用,有必要对其进行人源化改造。为此,我们采用反转录PCR(RT-PCR)方法,从分泌抗角蛋白mAb的鼠源性杂交瘤细胞中,克隆了该mAb的轻、重链可变区基因,并做了序列分析,为进一步研制基因工程抗体奠定了基础。
1材料和方法
1.1材料杂交瘤细胞株5G5由我科张亮硕士制备。其分泌的mAb为IgG2b,活性良好,可特异地结合于正常人表皮基底细胞层,识别相对分子质量(Mr)为50000和48000两条角蛋白带,对角蛋白反应的敏感性及特异性较高[3]。轻、重链可变区基因的克隆中所用的载体均是在pUC18的基础上构建[4]的,含有 Hind III, Pst I, Sal I, Xbal I, Nco I, Xho I, BstE II, Sal I和 EcoR I等酶切位点。反转录试剂盒、TaqDNA聚合酶、各种限制性核酸内切酶及核酸分子标记物,分别购自Progema,Clontech和Gibco公司。
1.2方法
1.2.1RNA的提取及反转录采用TRIzoL[5]试剂,从培养的杂交瘤细胞中提取细胞总RNA后,按反转录试剂盒要求合成cDNA第1链。
1.2.2可变区基因的扩增及酶切位点的引入以反转录产物为模板,分别用下列A、B两对引物进行PCR扩增VH和VL基因。再以PCR产物为模板,分别用下列C,D两对引物对VH,VL基因进行第2次扩增引入克隆位点。PCR反应的条件:94℃60s,55℃60s和72℃60s,共35次循环。
1.2.3DNA重组及序列测定将VH和VL基因按文献〔6〕的方法,分别重组入载体pUC181A8VHSfi及pUC18-1A8VHXho中,鉴定后用本校中心实验室的自动测序仪测序并进行计算机分析。
2结果
2.1RNA的提取和逆转录将干燥后的细胞总RNA溶于11μL水中,取1μL做10g/L琼脂糖凝胶电泳。电泳后出现3条带,28s和18s带较清晰,且28s带的亮度高于18s带,5s带较弱,说明RNA的质量较好(且降解少),其含量约为0.1g/L。将其余的10μLRNA进行逆转录。
2.2VH,VL基因的扩增和克隆以A,B引物扩增的产物,经20g/L琼脂糖凝胶电泳后观察,VH基因片段约为360bp(图1A),VL基因片段约为320bp(图1B),未见其它非特异性产物,与预计的结果相符。再以PCR产物为模板,在同样条件下换用引物C,D分别于VH和VL基因片段中引入克隆位点。经2g/L琼脂糖凝胶电泳后观察,VH和VL基因片段大小未变。VH基因经NcoI和BstEII酶切消化、回收、纯化后,与相应酶切位点进行双酶切并回收、纯化的载体pUC18-1A8VHSfi相连接;VL基因经NcoI和XhoI酶切消化、回收、纯化后,与相应酶切位点进行双酶切并回收、纯化的载体pUC18-1A8VHXho连接。分别用电穿孔法转化大肠杆菌JM109,随机挑取菌落提取质粒并酶切鉴定。鉴定时,VH基因用EcoRI和HindIII酶切;VL基因用XhoI和HindIII酶切。结果从VH基因中可切出约为480bp的插入片段(含载体及linker);VL基因中可切出约为380bp(含部分载体)的插入片段(图2)。
图 1 小鼠mAbAK37VH,VL基因的扩增
A:a为Marker:PGEM7Zf(+)HaeIII;b为VH基因的扩增产物;B:a见A中的a;c为VL基因的扩增产物.
图 2 小鼠mAbAK37VL、VH基因的酶切鉴定
a:同图1B中的a;b:VH基因用EcoRI和HindIII双酶切结果;c:VL基因用XhoI和HindIII双酶切结果.
2.3VH,VL基因的序列测定及分析将酶切鉴定正确的重组体进行计算机测序,并将所获结果与EMBL1997基因数据库中已发表的基因序列相比较,未发现有与所克隆的VH和VL基因序列相同的基因,表明两者均为新发现的基因序列。对照Kabat1991年抗体基因库,VH基因隶属于鼠Ig重链可变区第II(B)家族成员,全长351bp,为单一开放读框,可编码117个氨基酸(图3);VL基因隶属于鼠Igк轻链第IV家族成员,全长306bp,亦为单一开放读框,可编码102个氨基酸(图4)。
图3mAbAK37VH基因的核苷酸序列及推导的氨基酸序列
注:粗斜体代表引物的序列
图 4 mAb AK37VL基因的核苷酸序列及推导的氨基酸序列
注:粗斜体代表引物的序列
VH和VL基因序列的两端均有所使用的PCR引物及正确的酶切位点,均有明确的4个FR区和3个CDR区,并有维持抗体可变区结构所必需的特征性半胱氨酸残基且位置正确[7]。表明所获VH和VL基因的序列符合鼠抗体可变区的特征,且同源性大于80%。
3讨论
抗角蛋白自身抗体(AKautoAb)作为机体免疫调节网络的一部分,在免疫状态的稳定和衰老组织的清除等方面发挥着重要的作用。我科的系列基础研究表明,AKautoAb具有以下活性:抑制无血清培养的角朊细胞增殖,降低其代谢活性;可沉积于角蛋白暴露的部位,抑制表皮细胞的过度增殖,起保护作用;抑制IL-6,IL-8的生物学活性;抑制肿瘤细胞的增殖;对正常角朊细胞和肿瘤细胞的凋亡有一定的促进作用。在临床研究方面,含有AKautoAb的人血丙种球蛋白在银屑病等皮肤病的治疗中取得了良好的疗效,但由于血液制品中尚含有许多其它不利成分,使临床应用受到一定的限制。随后的研究表明,抗角蛋白mAb对角朊细胞的增殖也有抑制作用,与AKautoAb的作用相似。由于不同的皮肤病可出现不同的角蛋白组分的变化,故以应用mAb为好。但鉴于鼠源性mAb的诸多缺点,将其应用于临床前,必须进行人源化改造。
我们从分泌抗角蛋白mAbAK37的杂交瘤细胞5G5中提取总RNA,应用RT-PCR法扩增出抗体的VH和VL基因,并将其克隆进行了序列分析。我们认为成功与否的关键有:①杂交瘤细胞的培养和RNA的提取:杂交瘤细胞质量的好坏直接影响到RNA提取的质量,因此,我们选用了mAb产量高的杂交瘤细胞。提取RNA时,应避免RNA酶的污染,我们采用了TRIzoLReagentkit一步法提取细胞总RNA,省时、简便而且效果好,不失为一种提取RNA的好方法。②引物设计:扩增mAbVH和VL基因所用引物的设计,是成功地获得所需目的基因片段的另一关键因素。我们所用扩增VL基因的引物是根据参考文献[9]并与Kabat抗体库进行比较而设计的扩增人抗体Vк基因的引物,用于扩增鼠源性mAb的VL基因,也取得了满意的结果;扩增VH基因的引物为Orlandi等[10]设计,5′端使用含简并码的引物可最大限度地提高引物与模板的匹配,并可节约一定的费用。为引入酶切位点,我们所用引物C的序列中在NcoI位点的上游有较长的一段无关序列,在酶切过程中可自动被除去。并由于酶切位点的引入,使推导的VL氨基酸序列的两头共缺少了5个氨基酸,因此VL基因的序列应为321bp。我们已将VH基因克隆入含linker的载体pUC18-1A8VHSfi中,可很容易地构建单链抗体。
总之,对于一些角蛋白组分发生改变的皮肤病(如前面提到的银屑病、扁平苔藓和基底细胞癌等),应用抗角蛋白抗体进行治疗很可能是一种有效、先进的方法。我科的系列研究发现,含有抗角蛋白自身抗体的丙种球蛋白对银屑病的治疗有较好的疗效。抗角蛋白mAb的制备为基础研究提供了有用的试剂。但为了使其更好地应用于临床,我们克隆了抗角蛋白mAbAK37的可变区基因并进行了序列分析,为进一步构建基因工程抗体打下了基础。
基金项目:国家1035课题资助,No96-901-01-38
作者简介:王琳,女,33岁,主治医师,硕士
西安市长乐西路15号.Tel.(029)3373382
参考文献:
〔1〕 Thewes M, S
