摘要:目的:优化肝靶向肽~抗肿瘤肽(CSP-MDA-7/IL-24)在大肠杆菌中诱导表达的相关条件。方法:通过考察CSP-MDA-7/IL-24重组菌生长曲线,选择合适的诱导时机,通过SDS-PAGE检测CSP-MDA-7/IL-24蛋白的表达量,单因素分析诱导时间、培养基pH值、诱导温度和诱导剂IPTG浓度,在此基础上各选取5个水平进行正交实验,摸索最佳诱导表达条件。结果:培养基pH7.0、IPTG浓度0.12 mmol/L、培养温度42℃、诱导表达4h为重组蛋白的最佳表达条件。结论:为进一步制备重组蛋白CSP-MDA-7/IL-24及评价其生物活性奠定了基础。


肝靶向肽CSP I-plus是从疟原虫环子孢子蛋白(circumsprozoite protein,CSP)中筛选得到的能够特异识别并黏附在肝细胞表面的多肽序列。肝靶向肽能与肝细胞表面受体硫酸乙酰肝素蛋白多糖(heparan sulfate proteoglycans,HSPGs)特异性结合,将具有药物活性的物质富集于肝脏部位,发挥其生物学功能。黑色素瘤分化相关基因7(melanoma differentiation-associated gene-7,MDA-7)是Fisher等于1995年发现的具有细胞因子样特性的肿瘤抑制基因,其编码的蛋白具有广谱抗肿瘤活性,有强大的“肿瘤特异性旁观者效应”,可对周围甚至远处转移的肿瘤细胞产生凋亡诱导效应,对控制肿瘤复发具有重要的临床意义,但对正常细胞无任何毒性。后来发现MDA-7与白细胞介素10(IL-10)细胞因子家族基因具有同源性和亲缘关系,属于IL-10家族,因此,2001年被重新命名为白细胞介素24(IL-24)。研究表明,MDA-7/IL-24在肝癌组织中的表达明显低于癌旁组织,其表达水平与肿瘤大小、病理分级和血清甲胎蛋白(AFP)呈明显的负相关,且随着肝癌恶性程度的增加表达水平减少或缺失。


基于肝靶向和抗肿瘤的双重作用,本实验室利用基因工程技术构建了肝靶向肽-抗肿瘤肽(CSP-MDA-7/IL-24)融合基因,期望用于肝癌术后治疗,减少术后复发率和提高生存率。如何获得大量重组蛋白CSP-MDA-7/IL-24以满足其开发应用和研究须进一步探索。我们对诱导时间、培养基pH值、诱导温度和诱导剂IPTG浓度各选取5个水平进行正交试验,对重组蛋白进行条件优化,为重组蛋白CSP-MDA-7/IL-24的规模化生产和活性评价奠定了基础。


1材料与方法


1.1材料


重组大肠杆菌BL21/pET21b-CSP-MDA-7/IL-24由广东省生物活性药物研究重点实验室保存;大肠杆菌表达载体pET21b及大肠杆菌BL21由本实验室保存。丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、TEMED(BioRad公司);酵母提取物、胰蛋白胨(Oxoid公司);异丙基-β-D-硫代半糖(IPTG)(Sigma公司);氨苄青霉素(Amp)(Amresco公司);蛋白预染marker(Fermentas公司)。


1.2重组大肠杆菌BL21/pET21b-CSP-MDA-7/IL-24的构建


将CSP-MDA-7/IL-24融合基因的PCR产物纯化后,分别用NdeⅠ和XhoⅠ双酶切重组克隆载体CSP-MDA-7/IL-24和质粒表达载体pET21b,用T4DNA连接酶将克隆载体双酶切得到的小片段与质粒pET21b连接构建重组表达载体pET21b-CSP-MDA-7/IL-24,经鉴定为阳性后转化大肠杆菌DH5α感受态,转化菌种涂于含Amp的LB固体培养基上,37℃恒温箱培养16~18 h,获得重组大肠杆菌BL21/pET21b-CSP-MDA-7/IL-24。


1.3生长曲线测定


接菌环取一环重组菌株BL21/pET21b-CSPMDA-7/IL-24甘油种子划在LB平板上,37℃过夜培养后挑取单菌落接种到LB液体培养基中,37℃、180 r/min培养过夜,按体积比1∶100接入LB培养基中扩大培养,此时开始计时,分别在0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、7、8和9 h各取1 mL菌液测定D600nm值,以时间为横坐标、D600nm值为纵坐标,绘制表达菌株BL21/pET21b-CSPMDA-7/IL-24的生长曲线,以研究其生长规律,确定最佳诱导时机。


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