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【研究背景及意义】
Flt3配体(Flt3 Ligand,FL)是一种能够调节早期造血的关键性细胞因子,与Ⅲ型酪氨酸激酶受体Flt3 (FMS-like tyrosinekinase 3) 结合,在多种疾病的病理生理过程中起重要作用。人的 FL 基因位于染色体 19q13.3-13.4,约为5.9kb,其cDNA由8个外显子构成。突变研究证明外显子1~5(胞外区的大部分)编码了具备生物学功能所需的足够信息。人FL蛋白属于Ⅰ型跨膜蛋白,包括两个N-末端糖基化区域,由235个氨基酸组成。开始的26个氨基酸组成信号肽,成熟蛋白质不含此序列。以下顺序为细胞外区(156个氨基酸),跨膜区(23个氨基酸)以及胞浆区(30个氨基酸)。FL通过差异剪接形成跨膜型和可溶型两种主要形式,两种均有生物学活性,人FL的主要剪接体是跨膜型蛋白,在细胞表面发挥生物学作用,它也可以被蛋白酶裂解成可溶性FL。
目前研究发现FL单独作用对刺激造血的效果并不明显,但它与IL-3、IL-6、G-CSF、GM-CSF 和 SCF等细胞因子联用,对原始造血干/祖细胞能产生强烈的增殖效应,其机制为FL与FLT3受体结合后,后者发生二聚体化,使得激酶结构域的构象发生改变,酪氨酸残基磷酸化,RAS-GAP、PLC-7、PI3-激酶、STAT5和EI1/2 等底物蛋白被激活,通过一系列细胞内信号传递,细胞增殖信号转导入细胞核,从而使造血干细胞发生增殖和活化。此外,FL还可促进前B淋巴细胞和T淋巴细胞的生长、分化,对DC细胞和NK细胞具有促进分化、使其功能成熟等作用。
由于FL不仅能刺激造血,还能提高机体的免疫功能,因此在干细胞体外扩增移植、外周血干细胞动员、肿瘤免疫治疗和防治辐射所致骨髓抑制等方面具有诱人的应用前景。
目前国内外研究主要用酵母或大肠杆菌来表达FL蛋白。本课题从人外周血单个核细胞分离出 FL cDNA,将其与真核表达载体 pcDNA3.0连接,并在真核哺乳类CHO细胞中获得FL的较高表达,以便使FL更好地应用于临床。
【方法】
从新鲜的健康人外周血单个核细胞中提取总RNA,逆转录为cDNA。根据Genebank中FL序列(登记号NM001459)的FL胞外段基因序列设计内、外侧引物各一对,内侧引物含BamH I和EcoR V酶切位点,PCR扩增cDNA。PCR产物和真核表达载体pcDNA3.0分别经双酶切后凝胶回收纯化,用T4连接酶连接,转化用氯化钙法制备的感受态大肠杆菌DH5α。从氨苄青霉素阳性的LB转化平板上随机挑取单菌落,增菌并提取质粒,进行PCR鉴定和酶切鉴定,含有目的片断的为阳性重组子,对FL-pcDNA3.0插入片段进行序列测定。
采用无菌操作提取并纯化FL-pcDNA3.0质粒,用脂质体转染法转染中国仓鼠卵巢细胞CHO,转染后24小时用G418 400μg/ml选择培养基培养,扩大培养阳性克隆,获得稳定生长并表达FL目的蛋白的阳性克隆细胞株。提取细胞总蛋白,用Western Blotting法鉴定转染细胞表达FL蛋白的分子量。
【结果】
人外周血单个核细胞分离出中提取的总RNA经RT-PCR扩增,1.5%琼脂糖凝胶电泳可见一条特异性条带,位置接近500bp,其大小与预计片段大小基本一致,而阴性对照未见任何条带。阳性重组子经PCR扩增后琼脂糖凝胶电泳可见目的条带,经双酶切后显示目的条带和5.4kh的pcDNA3.0条带。序列测定结果与Genebank中FL序列(登记号NM001459)同源性为99.8%。用脂质体转染法将重组质粒转染中国仓鼠卵巢细胞CHO,经筛选和鉴定得到稳定表达FL的阳性转染细胞克隆,Western Blotting证实转染细胞表达蛋白的分子量为24kD。
【结论】
1、利用RT-PCR技术成功扩增了FL胞外段基因,经序列分析显示扩增片断的序列正确。
2、构建了FL真核表达载体,成功地建立了稳定的FL的真核表达体系,为FL的相关研究和应用开发提供了基础。