小鼠热休克蛋白gp96羧基端片段的克隆、表达及纯化

热休克蛋白(Heat shock protein)gp96(Grp94)是近年来新发现的一类糖蛋白,除了分子伴侣的功能外,现有越来越多的献报道了它在先天性免疫和获得性免疫中的重要作用。gp96可以促进抗原呈递细胞的成熟以及细胞因子的分泌。热休克蛋白抗原肽复合体可以引起特异性的细胞毒T淋巴细胞效应,应用这个特点可以设计抗病毒及抗肿瘤药物。但是gp96全长分子量大,蛋白在大肠杆菌中表达量低,不稳定,难纯化。组织提取的gp96又受组织来源和样品量的限制。对gp96的结构和功能的研究带来困难。克隆并表达了小鼠热休克蛋白gp96的羧基端560．751aa约四分之一长的功能片段,该段包含gp96的一个肽结合区和二聚化位点。将该功能片段在大肠杆菌中进行融合表达,纯化后将融合的片段切掉,并对目的片段进行了分析,结果表明该段可能是形成二聚体密切相关的片段,为进一步研究其结构和功能打下基础。     

小鼠热休克蛋白 gp96羧基端片段的克隆、表达及纯化

休克蛋白（Heat shock protein）gp96(Grp94)是近年来新发现的一类糖蛋白,除了分子伴侣的功能外,现有越来越多的文献报道了它在先天性免疫和获得性免疫中的重要作用。Gp96可以促进抗原呈递细胞的成熟以及细胞因子的分泌。热休克蛋白抗原肽复合体可以引起特异性的细胞毒T淋巴细胞效应,应用这个特点可以设计抗病毒及抗肿瘤药物^［１］。但是gp96全长分子量大,蛋白在大肠杆菌中表达量低,不稳定,难纯化。组织提取的gp96又受组织来源和样品量的限制。对gp96的结构和功能的研究带来困难。克隆并表达了小鼠热休克蛋白gp96的羧基端560751aa约四分之一长的功能片段,该段包含gp96的一个肽结合区和二聚化位点^［２］。将该功能片段在大肠杆菌中进行融合表达,纯化后将融合的片段切掉,并对目的片段进行了分析,结果表明该段可能是形成二聚体密切相关的片段,为进一步研究其结构和功能打下基础。     

人热休克蛋白gp96基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达与纯化

热休克蛋白gp96是热休克蛋白90家族成员,能够引起非特异性和特异性免疫反应。得到大量高纯度的蛋白质是研究开发gp96的关键。然而重组的gp96容易在E．coli中降解,并在一定条件下形成多聚体。实验先将人gp96基因克隆到pET-30a载体上并在E．coli Blstar中表达,再经过亲和层析、阴离子交换、分子筛分别纯化gp96。最终去掉了大部分的降解片段和多聚体,得到一定量的可溶性gp96,为进一步研究其结构和功能打下一定的基础。     

热休克蛋白gp96作为抗原载体的研究进展

gp96是存在于真核生物细胞内质网中的分子量约为96kD的热休克蛋白(又称GRP94)。它属于HSP90家族,是胞质HSP90的旁系同源蛋白。研究证实从小鼠肿瘤组织中分离的gp96注射小鼠后,可使小鼠获得针对该肿瘤细胞的特异细胞免疫力。随后发现这种特异性免疫不是由gp96引起,而是由其结合的小肽诱发。gp96受体的发现给这种现象的解释提供了线索。人们提出了多种假说来解释这种现象,其中一些得到了广泛的支持。另外,gp96还参与免疫调节过程。完全了解gp96在免疫系统中的作用机制对开发新型药物如肿瘤和病毒感染治疗性疫苗具有重要意义 。     

热休克蛋白gp96 3′UTR作为ceRNA通过 miR-642a调控DOHH的表达

热休克蛋白gp96在肝脏等多种肿瘤中过量表达,与肿瘤的恶性程度和患者不良预后呈显著相关性,其在肿瘤发生发展中作用机制有待深入探讨.通过生物信息学技术预测、荧光素酶报告基因检测、免疫印迹分析、实时定量PCR、RNA干扰,研究gp96 3′UTR作为ceRNA(competing endogenous RNA)对miR-642a和脱氧羟腐氨酸羟化酶(deoxyhypusine hydroxylase,DOHH)表达的影响.研究结果显示,miR-642a特异性靶向的野生型gp96 3′UTR,而不是miR-642a结合位点突变的gp96 3′UTR,可吸附下调miR-642a并同时上调miR-642a靶基因DOHH的表达,进一步研究发现gp96 3′UTR对DOHH的调控依赖于miR-642a.实验还发现DOHH并不影响gp96的表达.Gp96通过ceRNA上调DOHH的表达,为研究gp96促进肝癌等肿瘤的发生发展提供了新思路.     

热激蛋白gp96免疫学功能及在主动免疫治疗肿瘤和传染病中的应用

热激蛋白gp96可特异性结合来源于肿瘤和病毒的抗原肽,与抗原呈递细胞表面CD91等受体作用进入胞内,并在内质网中将结合的抗原通过抗原呈递链呈递给MHCI类分子,激活特异性T细胞。同时,与细胞表面Toll样受体(TLR)TLR2、TLR4等相互作用,激活天然免疫。近期研究发现调节性T细胞(Treg)对gp96免疫功能有显著抑制作用,随着对影响gp96免疫功能的免疫抑制机制的深入了解,以及利用汉逊酵母表达有免疫活性的全长gp96蛋白体系的建立,gp96将在治疗肿瘤及传染性疾病中发挥更大的作用。     

IFN-α对gp96的上调降低其抗HBV的效率

[目的]探讨IFN-α上调热休克蛋白gp96对其抗HBV作用的影响.[方法]首先通过RT-PCR、荧光报告基因和Western blot在转录和蛋白水平上研究IFN-α对gp96上调的时间、剂量依赖性.其次,利用RT-PCR、ELISA分别研究转染表达gp96、RNA干扰gp96对HBV复制的影响.最后,通过ELISA、RT-PCR研究RNA干扰gp96后IFN-α抗HBV的作用.[结果]发现IFN-α对gp96的上调具有时间、剂量依赖性.而gp96的上调促进了HBV的复制,消除IFN-α对gp96的上调显著增强IFN-α抗HBV的效率.[结论]IFN-α上调gp96对其抗乙肝病毒功能起负面影响,抑制gp96上调可增强IFN-α的抗病毒效果.     

热休克蛋白HSP70和gp96增强乙肝DNA疫苗的细胞和体液免疫应答

旨在以乙肝病毒 (HBV) 的主要结构蛋白-表面蛋白 (HBsAg) 和核心蛋白 (HBcAg) 作为抗原设计DNA疫苗,研究热休克蛋白HSP70和gp96作为新型免疫佐剂增强疫苗的细胞免疫和体液免疫水平。利用酶联免疫斑点实验、流式细胞内因子染色、3H-TdR实验、酶联免疫吸附实验技术分析,结果显示HSP70和gp96可使疫苗的细胞免疫水平提高1~6倍,提高体液免疫水平20％~60％。研究结果为设计以HSP70和gp96作为免疫佐剂的新型乙肝治疗性疫苗提供了依据。     

联合使用低剂量环磷酰胺有效增强热休克蛋白gp96免疫佐剂功能

前期研究发现热休克蛋白gp96作为分子伴侣,能特异结合乙肝病毒(HBV)表位肽,并将结合的多肽交叉呈递给MHCⅠ类分子,从而激活病毒特异性CD8+ T细胞(CTL).在此基础上,研究BALB/c小鼠模型联合低剂量环磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)对热休克蛋白gp96免疫佐剂功能的影响.以gp96或其N端片段(N355)与H-2Kd限制的乙肝病毒核心蛋白表位HBcAg87-95作为佐剂联合低剂量CTX免疫BALB/c小鼠.联合使用低剂量CTX的试验组CD8+T细胞、IFN-γ+CD8+T细胞、乙肝抗原特异T细胞比例显著高于未使用CTX的对照组(P＜0.05),且联合使用CTX的试验组CD4+CD25+调节性T细胞(T Regulatory Cells ,Treg)比例显著低于单独使用gp96和N355试验组(P＜0.05),说明低剂量的CTX能特异性抑制Treg从而导致T细胞的增加.以上研究表明联合使用低剂量的环磷酰胺能有效增强gp96免疫佐剂功能,这为进一步优化gp96佐剂疫苗的使用提供了依据.     

热休克蛋白HSP70和gp96在抗病毒感染中的作用

热休克蛋白(HSP)是一组在进化上高度保守、具有重要生理功能的蛋白质家族,是生物在应激条件下产生的一种非特异性防御产物,在调节免疫应答和抗病毒反应中起重要作用。现简要介绍HSP70、gp96(HSP96,GRP94)这两种HSP与病毒感染的关系及在抗病毒感染中的作用。     

毕赤酵母表达gp96-scFv抗体及生物活性测定

旨在利用毕赤酵母分泌表达gp96-scFv抗体,纯化后得到能特异性结合gp96抗原的小分子抗体片段(scFv)。根据gp96-scFv抗体基因序列,合成gp96-scFv抗体基因序列,将gp96-scFv抗体序列克隆到毕赤酵母表达质粒pPICZα-A,线性化的重组表达载体电转化到毕赤酵母X33,甲醇诱导目的蛋白表达,通过亲和层析法纯化目的蛋白,并以SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定。通过Western blotting、Immunofluorescence、ELISA、FACS方法对gp96-scFv抗体的生物活性进行了检测。结果成功地构建了分泌表达抗gp96蛋白scFv抗体的毕赤酵母菌,每升毕赤酵母菌培养上清经纯化可获约50 mg gp96-scFv抗体,所获抗体其分子量大约为15 kDa,具有与gp96抗原特异性结合的活性。本研究通过毕赤酵母菌成功表达了gp96-scFv抗体,生物活性Western blotting、Immunofluorescence、ELISA、FACS分析表明该抗体能特异性结合gp96。     

Development of a novel method to evaluate sialylation of glycoproteins and analysis of gp96 sialylation in Hela,SW1990 and A549 cell lines

Background

Glycoproteins play a critical role in the cellular activities of eukaryotes. Sialic acid is typically the outermost monosaccharide of glycolipids and glycoproteins, and is necessary for normal development.

Results

A strategy based on avidin–biotin affinity was established to enrich sialylated glycoproteins from HeLa cervical carcinoma, SW1990 pancreatic adenocarcinoma, and A549 lung adenocarcinoma cells. Using HPLC–MS/MS, western blot, real-time PCR, and enzyme-linked immunosorbent assay, gp96 was identified in all three cell lines. No significant difference in the protein expression of gp96 was detected at the whole cell level, but the amount of biotinylated gp96 in SW1990 cells was 30–40 % lower than that in A549 and HeLa cells, and the amount of sialylated gp96 in SW1990 cells was 30 % lower than that in A549 and HeLa cells. Immunoblotting results showed that the expression of sialyltransferase proteins in the total cell lysates from HeLa and A549 cells were higher than that in SW1990 cells.

Conclusions

We established a new method for investigating the expression and sialylation of glycoproteins using metabolic labeling, click chemistry, and avidin–biotin affinity. We successfully used this method to purify sialylated glycoproteins from cancer cell lines. Our results showed that the levels of gp96 sialylation varied across different cancer cell lines, and this may be because of differences in sialyltransferase expression.     

电转联合热休克蛋白佐剂疫苗引发抗HBV的免疫应答

针对HBV感染的治疗性DNA疫苗虽然具有很好的应用前景,但目前抗病毒效果并不高,表明在病毒长期感染过程中存在免疫抑制机制。以HBV的表面蛋白(HBsAg)和核心蛋白(HBcAg)为DNA疫苗抗原,采用gp96和HSP70作为佐剂联合电转以提高疫苗的活性。将gp96为佐剂的HBsAg/HBcAg DNA疫苗免疫HBV转基因鼠后引发抗原特异性的细胞免疫和体液免疫应答。使用gp96和HSP70佐剂引起Treg下调20%。与没有免疫的小鼠相比,以gp96和HSP70为佐剂的DNA疫苗显著降低血清中病毒S抗原水平和DNA拷贝数,大幅降低小鼠肝脏中HBc的表达。该研究为设计以gp96为佐剂的乙肝治疗性DNA疫苗提供了依据。     

CD133表位联合热休克蛋白佐剂疫苗引发抗白血病的免疫应答

肿瘤干细胞具有肿瘤形成、自我更新和抗化疗的特性,因而受到广泛关注和研究。CD133作为重要的肿瘤干细胞标志物与肿瘤细胞的干性与恶性密切相关。本研究筛选并且鉴定了CD133的3个H2-Kd限制性的细胞毒性T细胞 (CTL) 的表位,分别是CD133419–428、CD133702–710和CD133760–769。将重组热休克蛋白gp96为佐剂联合CD133表位制备表位疫苗,将疫苗免疫CD133+白血病移植的小鼠后引发抗肿瘤的特异性T细胞免疫应答。转输CD133表位特异的T细胞同样可以抑制小鼠淋巴瘤的生长。该研究为设计抗CD133+的白血病和其他肿瘤的表位疫苗提供了依据。     

高剂量热休克蛋白gp96通过激活调节性T细胞预防1型糖尿病

旨在以非肥胖糖尿病(Non-obese diabetic,NOD)小鼠为动物模型,研究高剂量昆虫细胞表达的重组热休克蛋白gp96(Recombinant gp96,rgp96)对1型糖尿病(Type 1 diabetes,T1D)的预防作用。以高剂量rgp96免疫NOD小鼠,用血糖仪监测小鼠血糖值,用流式细胞术检测小鼠脾脏CD4~+CD25~+Foxp3~+调节性T细胞(Regulatory T cells,Tregs)亚群频率,然后用一系列体外实验探究高剂量rgp96对Tregs的影响。结果显示高剂量rgp96免疫有效地预防或延缓小鼠T1D发病,免疫诱导Tregs数量明显增加。体外实验发现rgp96蛋白促进Tregs增殖,诱导Foxp3表达上调和IL-10分泌增加。研究结果为开发基于rgp96的新型T1D预防和治疗性疫苗提供了依据。