腺病毒载体介导的重组蛋白sTNFRII-gAD快速表达和制备

利用腺病毒载体高效感染哺乳动物细胞及表达外源基因的特性,建立一种快速高效表达及制备重组蛋白的方法,并用该方法获得sTNFRII-gAD (可溶性肿瘤坏死因子受体II-脂联素球部融合蛋白) 蛋白纯品。首先用携带EGFP基因的腺病毒载体rAd5-EGFP以不同的腺病毒用量 (MOI) (0~1 000) 感染BHK21c022细胞,观察比较其转导效率和细胞毒性。用AdMax腺病毒载体系统制备携带融合基因sTNFRII-gAD的重组复制缺陷型5型腺病毒rAd5-sTNFRII-gAD。用rAd5-sTNFRII-gAD以不同的MOI (0~1 000) 感染BHK21c022细胞,收取上清进行Western blotting分析,比较上清中sTNFRII-gAD蛋白的表达量。在此基础上,用rAd5-sTNFRII-gAD以MOI 100感染大量培养的BHK21c022细胞,在无血清培养条件下反复多次收取培养上清,经过硫酸铵浓缩、分子筛柱层析、透析等步骤浓缩和纯化sTNFRII-gAD融合蛋白,并体外测定该融合蛋白拮抗TNFa的活性。结果获得了携带sTNFRII-gAD融合基因的重组腺病毒rAd5-sTNFRII-gAD;用rAd5-EGFP感染BHK21c022细胞结果表明,随着腺病毒用量的增高,表达EGFP蛋白的BHK21c022细胞数量和亮度明显增加;MOI在0~100之间被感染的BHK21c022细胞未表现出明显的细胞毒性,MOI为1 000时可观察到细胞变圆和少量死亡现象。Western blotting分析结果表明,随着腺病毒用量的增高,培养上清中sTNFRII-gAD融合蛋白表达量明显增加,以MOI为1 000时最高。在此基础上,我们用MOI为100的rAd5-sTNFRII-gAD感染5个转瓶培养的BHK21c022细胞以制备sTNFRII-gAD融合蛋白。每个转瓶加无血清培养液100 mL,每48 h收获上清1次并换液,反复6次收取培养上清共约3 L,经过纯化获得了约11 mg的sTNFRII-gAD融合蛋白。体外活性测定实验表明,获得的sTNFRII-gAD融合蛋白能有效拮抗TNFα对L929细胞的杀伤作用。腺病毒载体/BHK21细胞表达系统是一个简便、高效、通用的表达系统,利用该系统成功制备了有生物学活性的sTNFRII-gAD融合蛋白。该表达系统的特点是生产规模易于放大,适应无血清培养,可以反复多次收获目标蛋白。     

抗AAV2单克隆抗体的制备及特性研究

以纯化的重组AAV2病毒颗粒为抗原免疫小鼠,获得7株稳定分泌抗AAV2衣壳蛋白的单克隆抗体杂交瘤细胞株,其中B10和G4两株单克隆抗体具有中和活性,抗体亚型分别为IgG1和IgG2a型。对这两株单克隆抗体与rAAV病毒结合的特性进行了研究。单克隆抗体B10和G4对rAAV2病毒颗粒的结合均具有良好的血清型特异性,并且这种特异结合作用不被肝素阻断。这两株抗体都不阻断AAV2病毒与敏感细胞的结合,提示它们与病毒颗粒的结合位点都不处于AAV2病毒与主要受体结合的部位内。Western blotting检测结果显示,B10与AAV2的三种衣壳蛋白VP1、VP2和VP3均能结合,而G4不能与AAV2的这三种衣壳蛋白结合。这说明B10与AAV2结合的位点位于衣壳蛋白VP1、VP2和VP3的重叠部分处并且可能是线性表位,而G4则可能是针对AAV2病毒颗粒构象表位的抗体。这两种结合特性不同的单克隆抗体为研究AAV2病毒颗粒的表面特性和感染特性提供有用的工具。     

腺相关病毒载体介导的Endostatin及K1-5蛋白抗肿瘤血管生成协同作用

为研究腺相关病毒载体介导的内皮抑素(Endostatin)及K1-5蛋白抗肿瘤血管生成协同作用,实验中用含有Endostatin及K1-5基因的重组病毒rAAV-hE和rAAV-K5分别感染BHK-21细胞,并表达分泌出内皮抑素和K1-5蛋白,EIA法测定培养液上清中内皮抑素浓度达36.42ng/m l,免疫斑点印迹实验表明rAAV-K5可介导K1-5的体外表达。重组腺相关病毒(rAAV)介导所表达的内皮抑素和K1-5蛋白对血管内皮细胞增殖具有抑制作用。二者对人脐静脉内皮细胞(ECV-304)的抑制率分别为68.1%和63.1%,对牛毛细血管内皮细胞(BCE)的抑制率分别为41.6%和34.0%。同时二者还有协同效应,用rAAV-hE和rAAV-K5同时感染BHK-21细胞,表达产物对人脐静脉内皮细胞和牛毛细血管内皮细胞的抑制率分别为70.8%和43.8%。动物实验表明,重组病毒rAAV-hE和rAAV-K5转入荷有人肺肿瘤细胞的裸鼠,对肿瘤细胞生长具有抑制作用,同时二者具有协同抗肿瘤作用。     

高通量miRNA活性谱检测发现BHK21细胞中miR-206高活性

用我们建立的活细胞miRNA活性谱检测技术测定BHK21、HEK293和Vero三种肾来源细胞系中58种miRNA活性谱,发现miR-206在BHK21细胞中具有特征性高活性.鉴于miR-206是典型的横纹肌特征性miRNA,进一步以小鼠成肌细胞C2Cl2及人胚肾细胞HEK293为对照,检测了BHK21细胞中miR-206的活性及表达水平.之后,用马血清诱导培养BHK21细胞,检测诱导前后BHK21细胞中骨骼肌肌球蛋白重链(Slow skeletal myosin heavy chain,MHC)表达情况,miR-206活性和表达水平以及受miR-206负调控的Connexin43(Cx43)的表达水平.结果发现,miR-206在BHK21细胞中活性和表达水平都明显高于C2C12细胞;马血清诱导后,BHK21细胞中MHC表达水平升高,miR-206活性和表达水平都升高,而Cx43表达水平下降.结果提示BHK21细胞具有成肌细胞特性.本研究首次发现BHK21细胞中miR-206的高活性,从miRNA角度证实了BHK21细胞来源于肾间质细胞,而不是肾实质细胞.研究结果还提示BHK21细胞有可能作为一种体外模型用于miR-206的功能研究.     

人β-半乳糖苷酶R299L突变体的获得与活性研究*

目的: GM1神经节苷脂贮积症是一种由半乳糖苷酶beta 1(galactosidase beta 1, GLB1)基因突变引起的β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-gal)活性降低导致的严重的溶酶体贮积病。该病以进行性、致命性神经退行性病变为特征,目前尚无有效的治疗手段,AAV载体介导的基因治疗被认为是最有希望的治疗方法。通过基因定点突变获得具有较高β-gal活性的GLB1突变体,以期用于后续AAV介导的基因治疗。方法: 对人类和其他6种脊椎动物GLB1基因进行多序列比对分析,筛选出部分氨基酸位点进行定点突变,采用携带突变位点的重组质粒和AAV9载体转染或感染HEK-293细胞,比较突变体与未突变体的活性差异。对GM1模型鼠注射携带coGLB1-R299L的rAAV9病毒,探究该突变体的体内活性表达。结果: 从15个突变体中筛选出coGLB1-R299L突变体,经质粒转染导入细胞后,其β-gal活性比具有野生型氨基酸序列的coGLB1增加了30%~40%。AAV体外感染实验中,rAAV9-coGLB1-R299L组的β-gal活性较未感染的细胞对照组提升了约2.2倍。体内结果显示,rAAV9-coGLB1-R299L在模型鼠体内广泛表达,心脏、肝脏、脾脏、肺、脑组织中β-gal活性显著提升。结论: 获得了具有更高β-gal活性的突变体coGLB1-R299L,初步探究了rAAV9-coGLB1-R299L的体外表达效果和模型鼠体内β-半乳糖苷酶的表达与分布,为该突变体应用于AAV介导的GM1神经节苷脂病治疗奠定基础。     

重组逆转录病毒载体GTK的构建及HyTK基因转移的研究

用逆转录病毒载体将单纯疱疹病毒胸苷激酶基因（ＨＳＶｔｋ）导入恶性肿瘤细胞,随后可应用药物９－（１,３－二羟基－丙氧基－甲基）鸟嘌呤（ｇａｎｃｉｃｌｏｖｉｒ,ＧＣＶ）选择性地杀死肿瘤细胞．将ＨｙＴＫ基因替换逆转录病毒载体ＧｌＮａ中的ｎｅｏ基因,构建成重组逆转录病毒载体ＧＴＫ,转染混合包装细胞（双噬性ＰＡ３１７细胞和单噬性ＧＰ＋Ｅ－８６细胞）,通过“乒乓效应”获得高滴度重组病毒．用该重组病毒转染小鼠恶性黑色素瘤细胞系Ｂ１６细胞,用ｈｙｇｒｏｍｙｃｉｎＢ筛选出阳性细胞克隆（ＨｙＴＫ＋）,经ＰＣＲ方法检测证明ＨｙＴＫ基因已成功地导入肿瘤细胞中,且不含可复制的辅助病毒．分别用不同浓度的ＧＣＶ作用于ＨｙＴＫ－及ＨｙＴＫ＋的Ｂ１６细胞,光镜下观察２４ｈ和４８ｈ后细胞形态及进行活细胞计数．结果表明,ＧＣＶ浓度大于０．１μｍｏｌ／Ｌ时即对Ｂ１６／ＨｙＴＫ＋细胞有显著的杀伤作用     

用rAAV8-1.3HBV制备两种品系小鼠乙型肝炎病毒感染模型的比较研究

我们先前用rAAV8-1.3HBV静脉注射C57BL/6小鼠成功地制备了慢性乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染模型。为了探讨不同品系的小鼠对rAAV8-1.3HBV静脉注射是否具有不同反应,本研究比较了C57BL/6和BALB/c小鼠静脉注射重组病毒后外周血中HBV抗原和抗体水平、病毒载量和肝脏组织HBcAg表达情况,以及不同剂量重组病毒注射与这些指标的关系。将低(4×109 Viral genome,vg)、中(4×1010vg)和高(4×1011vg)三种剂量的rAAV8-1.3HBV通过尾静脉注射至C57BL/6和BALB/c小鼠,分别利用ELISA和荧光定量PCR方法检测血清中的HBV抗原、抗体水平以及HBV DNA,利用免疫组化检测肝脏组织HBcAg的表达。结果发现,对于C57BL/6小鼠,三种不同剂量rAAV8-1.3HBV注射均可造成100%小鼠出现HBV持续感染;血清HBsAg、HBeAg和HBV DNA以及肝组织HBcAg稳定表达超过8个月,其表达水平随重组病毒注射剂量的增加而升高,高剂量注射时可造成超过40%的肝细胞感染HBV,血清中HBV DNA可达105 IU/mL以上;未检测到针对HBV的抗体。对于BALB/c小鼠,三种不同剂量rAAV8-1.3HBV注射也可造成100%小鼠出现HBV持续感染;血清HBeAg和HBV DNA以及肝组织HBcAg稳定表达超过8个月,但是血清HBsAg在重组病毒注射2周之后显著下降甚至消失;在中剂量注射组的BALB/c小鼠血清中检测到低水平的Anti-HBs;血清HBeAg和肝组织HBcAg的表达水平随重组病毒注射剂量的增加而增高,并且各剂量组表达水平均高于C57BL/6小鼠,高剂量注射时可造成超过50%的肝细胞感染HBV。本研究表明,低至4×109 vg剂量的rAAV8-1.3HBV注射即可造成C57BL/6和BALB/c两种品系小鼠出现HBV持续感染,并且HBV复制水平随重组病毒注射剂量增加而增高;BALB/c小鼠对HBV的免疫反应强于C57BL/6小鼠,可以产生针对HBsAg的体液免疫反应而使血清HBsAg转阴,但无法清除携带HBV的肝细胞。     

新型重组AAV5/5载体及包装系统

本研究组建了一种可用于规模化生产的以重组单纯疱疹病毒为辅助病毒的AAV5/5载体包装系统。首先,将5型腺相关病毒 (AAV5) 的rep和cap基因插入I型单纯疱疹病毒 (HSV-1) 基因组非必需基因UL2中,获得重组病毒rHSV1-rep5cap5。其次,构建一种携带AAV5 ITR的通用型载体质粒pAAV5neo,将报告基因EGFP插入pAAV5neo中,得到pAAV5neo-EGFP质粒。将pAAV5neo-EGFP质粒导入BHK-21细胞,用G418选择培养,挑选出表达EGFP并在重组病毒rHSV1-rep5cap5感染下能高效产生rAAV5/5-EGFP的单克隆载体细胞株C020。用rHSV1-rep5cap5感染C020细胞制备rAAV5/5-EGFP,用“氯仿处理-聚乙二醇/氯化钠-氯仿抽提”方法粗纯化rAAV5/5-EGFP。用100 kDa分子量截流超滤方法进一步纯化和浓缩,获得高纯度的rAAV5-EGFP。SDS-PAGE电泳分析可见3条特征性外壳蛋白带。电镜分析显示病毒颗粒以实心颗粒为主。用rAAV5/5-EGFP病毒按1×105 vg/cell感染体外培养的HEK293细胞,可见30％细胞呈现绿色荧光。本研究提出了一种高效AAV5/5载体生产系统和纯化方法,为重组AAV5载体的进一步应用提供了基础。     

腺相关病毒介导的小鼠Ⅸ因子在血友病B小鼠体内表达研究

通过重组HSV/AAV辅助病毒方法制备出高滴度(>10¹²)的重组AAV/mFⅨ病毒颗粒, 并注射到血友病B小鼠的后肢骨骼肌中, 获得了稳定的高水平小鼠Ⅸ因子表达(>370 ng/mL), 持续时间超过350 d. 治疗组小鼠体内的Ⅸ因子活性达到正常值的30%, 而且出血症状得到显著改善. 在小鼠血浆中未发现抗Ⅸ因子的中和抗体, 第1次注射后抗AAV抗体的水平也非常低. 重复注射AAV/mFⅨ病毒后, 不同剂量组的小鼠体内的抗AAV抗体出现了不同的结果. 组织分析结果证实了血浆中有功能的FⅨ因子确实来源于骨骼肌. 以上结果显示, AAV介导的基因转移是血友病B基因治疗的极有前途的方法.