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人CD28分子突变体的构建和表达

2022-07-29
来源:求医网
在肿瘤免疫中,发挥主要作用的是T细胞免疫。T细胞要完全活化,需要两种信号途径同时活化:第一种信号是经典的MHC/多肽-TCR/CD3途径,第二种信号是CD28共刺激途径。CD28共刺激途径的阻断,将导致T细胞克隆的耐受和凋亡。因此,CD28分子的研究成为免疫学、肿瘤学等领域关注的热点之一。大量研究结果表明,CD28分子的活化可促进T细胞增殖、多种淋巴因子,特别是IL-2的分泌量增高20~50倍,并能介导有效的CTL杀伤效应〔1〕。目前,国外研究主要集中于CD28分子在T细胞活化、信号转导机制,以及其结构和功能的关系等方面。本文以PCR方法构建了CD28突变体pUC18/281和pUC18/282,测序结果与设计相符。将两种突变体分别插入痘苗病毒载体pJSA1175的单一SmaI位点,获得表达载体pJSA1175/281和pJSA1175/282,重组痘苗病毒感染的TK-143细胞表达pUC18/281。CD28突变体的克隆和表达,为进一步研究CD28分子结构与功能的关系奠定了基础。

1材料和方法

1.1材料限制性内切酶、PCR试剂、IPTG及BUdR等,均购自Gibco/BRL和Promega公司。pUC18/28质粒由本室构建〔2〕。痘苗病毒载体pJSA-1175质粒、天坛痘苗病毒株及TK-143细胞系,均由中国预防医学科学院病毒研究所阮力教授惠赠。

1.2引物设计及合成根据报道的人CD28分子基因序列〔3〕,我们设计并合成了一对引物。以pUC18/28质粒为模板,进行PCR扩增(反应体积为100μl)。变性、复性和延伸的温度分别为94℃ 1min,55℃ 1min和72℃ 1min,最后72℃延伸7min。两引物间扩出大小约200bp的DNA片段,即CD28分子的膜内区。

1.3突变体基因的克隆将PCR扩增产物用HpaI和Xba I双酶切,与载体pUC18/28Hpa I和Xba I酶切位点粘端连接,构建成pUC18/281。BsiWI和Hpa I双酶切pUC18/281,用Klenow酶补平,T4酶连接,构建成pUC18/282。

1.4酶切图谱的鉴定用BsiW I+EcoR I,Sma I,pVU II酶切重组质粒pUC18/281;用Hpa I+Hind II I,Sma I,pVU II酶切重组质粒pUC18/282,经2%琼脂糖电泳后观察结果。

1.5序列分析用ABIPRISMTM310型核酸自动测序仪,进行突变体的序列分析。

1.6表达质粒的构建应用pVU II分别酶切pUC18/281和pUC18/282,透析袋法分别回收500 bp和400 bp的片段,将两片段分别插入pJSA1175质粒的单一Sma I酶切位点。经EcoR I酶切,挑选出正向连接的克隆,构建成重组表达质粒pJSA1175/281和pJSA1175/282。

1.7痘苗病毒的重组及纯化按照文献〔4〕进行。

1.8重组病毒鉴定采用免疫荧光法,按文献〔5〕进行。

2结果

2.1PCR扩增人CD28分子的膜内段经35个循环后,取10μlPCR产物电泳观察。结果显示,扩增出1条200bp的cDNA片段,与预计的结果相符。回收该片段用于连接。

2.2CD28突变体的克隆及序列分析将CD28突变体基因与pUC18质粒重组并转化后,钓取12个菌落用HindIII+XbaI酶切鉴定。pUC18/281切出约500bp的片段,pUC18/282切出约450bp的片段(图1),与理论计算值大小一致。突变体测序结果与设计相符合,基因读框和连接位点没有变化。

图1CD28分子突变体的筛选

1:pUC18 plasmid;2:pUC18/Hind III+Xba I;3:pUC18/281/Hind III+Xba I;

4:pUC18/282/Hind III+Xba I;5:pBR322/HinfI marker;

2.3重组质粒的酶切图谱鉴定用多种内切酶酶切重组质粒pUC18/281和pUC18/282,所获结果与预计的相同(图2,3)。得到的CD28突变体与最初设计相符。

图2pUC18/281的酶切鉴定

1:pUC18/281 PCR产物;2:pUC18/281/BsiW I+EcoR I;3:pUC18/281Sma I;

4:pUC18/281/pVU II;5:pBR322/Hinf I marker;

图3pUC18/282的酶切鉴定

1:pUC18/282的PCR产物;2:pUC18/282/SmaI;3:pUC18/282Hpa I+Hind III;

4:pUC18/282/pVU II;5:pBR322/Hinf I marker;

2.4重组病毒的鉴定及表达产物的检测用已纯化的CD28突变体1重组痘苗病毒感染TK-143细胞,48h后收集细胞做免疫荧光。结果表明,TK-143细胞膜上有人CD28突变体1分子表达,但呈弱阳性(图4)。

图4间接免疫荧光法检测CD28突变体1重组痘苗病毒感染的TK-143细胞

3讨论

CD28分子广泛存在于CD3T细胞上。目前,研究结果表明,CD28分子是一种共刺激信号分子,在免疫细胞活化和细胞信号转导等方面起着非常重要的作用。人CD28分子是由两条相对分子量(Mr)为44000的多肽链借二硫键组成的同源二聚体结构,为I型跨膜蛋白,Mr为99000。ORF编码220个氨基酸,胞膜外区由134个氨基酸组成,含5个N糖基化位点。穿膜区含有27个氨基酸,膜内区含有44个氨基酸。抗CD28 mAb与CD28分子结合可激活共刺激信号途径,导致T细胞完全活化。针对CD28分子及肿瘤抗原的双特异抗体,可明显介导免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤效应。

为了研究CD28受体分子在信号转导中的结构和功能的关系,我们设计并构建了两种CD28突变体。突变体1将近膜端的两个半胱氨酸切除,突变体2将远膜端的3个半胱氨酸切除。将两种突变体分别在痘苗病毒系统中表达,结果只获得突变体1的重组痘苗病毒,突变体2转染两次均未成功,目前正在进行第3次转染实验。以突变体1重组痘苗病毒感染的TK-143细胞做活细胞免疫荧光,结果显示,CD28突变体1分子能够与抗CD28标准mAb结合,提示近膜端的两个半胱氨酸对CD28分子空间结构的影响不大,切除后并没有影响CD28分子与抗CD28 mAb的特异性结合,抗体识别表位仍保留。

CD28分子是淋巴细胞充分活化必不可少的一种组分,它在肿瘤免疫和肿瘤治疗中发挥着重要的作用。CD28分子突变体的构建和表达,为进一步研究其结构和功能的关系,以及筛选有功能活性、识别不同功能表位的mAb奠定了基础。

作者简介:舒翠玲,女,33岁,助理研究员研,博士。北京市太平路27号,Tel.(010)66931327

参考文献

[1]Linsley PS, Ledbetter JA. The role of the CD28 receptor during T cell responses to antigen. Annv Rev Immunol, 1993; 11:199~212

[2]马宏进,王建安,汲言山,等.人白细胞分化抗原CD28基因克隆及序列分析.中国免疫学杂志,1995;11(6);324~327

[3] Aruffo A, Seed B. Molecular cloning of CD28 cDNA by a high efficient COS cell expression system. Pro Nalt Acad Sci USA, 1987; 84: 8573~ 8577

[4]高峰,刘柏松,伊瑶,等.用重组痘苗病毒作载体表达甲型肝炎病毒抗原.病毒学报,1989;5(4):303~310

[5]Bai Y, Beverley PCL, Knowles RW, et al. Tow monoclonal anyibodies identifying a subset of human peripheral mononuclear cells with nature killer cell activity. Eur J Immunol, 1983; 13(7):521~ 527

收稿:1998-06-29

修回:1998-08-10