结核分枝杆菌Rv3369基因的表达和纯化

在大肠杆菌中高效表达结核分枝杆菌Rv3369蛋白,获得纯化的重组蛋白rRv3369。通过聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)扩增Rv3369基因;以质粒pET28a为表达载体,构建重组质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3);以异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达目的蛋白,通过SDS-PAGE鉴定rRv3369在大肠杆菌中的表达,确定rRv3369在大肠杆菌中的表达形式;采用Ni-NTA His.Bind Resin来纯化重组蛋白。重组质粒pET28a-Rv3369中目的基因测序结果与报道序列相同。分子量约19.5kDa,表达量约占菌体总蛋白的18%,纯化后的重组蛋白样品经SDS-PAGE和激光密度扫描分析表明其纯度为90%以上,每100mL培养菌可获得1.56mg左右的重组蛋白。用亲和层析法纯化的重组蛋白纯度较好。     

结核分枝杆菌感染诱导的人巨噬细胞细胞因子及其调控基因的差异表达谱

研究人巨噬细胞细胞因子在抗结核分枝杆菌感染免疫中的作用。利用表达谱芯片技术研究细菌感染后,宿主巨噬细胞基因表达情况,在全局表达谱分析基础上,重点分析细胞因子及相关基因的表达,并比较无毒株和临床分离有毒株在诱导细胞因子及其调控基因表达方面的差异。结果显示细菌感染影响较多细胞因子及其调控基因的表达,如IFN、TNF、TGF、IL系列及其受体、NFkappa B和TLR受体等;首次报道IL19参与了抗结核分枝杆菌感染免疫。被临床株感染影响的细胞因子较无毒株广泛和丰富。细胞因子及相关基因参与了宿主细胞对感染细菌的免疫应答,有关细胞因子及相关基因在抗结核免疫中的作用有待进一步研究。     

结核分枝杆菌Rv1884基因真核表达质粒的构建及表达

目的:构建结核分枝杆菌Rv1884基因真核表达载体。方法:PCR扩增Rv1884基因,测序正确后克隆入真核表达载体pcDNA3.1(-);经酶切鉴定正确的重组质粒酶以阳离子聚合物转染P815细胞后,以RT-PCR方法检测mRNA的表达,以间接免疫荧光技术检测目的蛋白的表达。结果:构建了重组质粒pcDNA-Rv1884;RT-PCR结果证明Rv1884可在P815细胞中转录;用间接免疫荧光检测,表达有Rv1884蛋白的细胞着染。结论:构建了结核分枝杆菌Rv1884基因的真核表达载体pcDNA-Rv1884,Rv1884基因可以在P815细胞中表达。     

结核分枝杆菌Rv1884c基因的克隆及其原核表达

目的:构建结核分枝杆菌Rv1884c基因的原核表达质粒,获得结核分枝杆菌Rv1884c基因的表达蛋白。方法:制备结核分枝杆菌基因组DNA,采用聚合酶链反应技术扩增目的基因片段;通过pGEX-4T-1构建质粒载体pGEX-4T-1-Rv1884c,经序列测定证实正确后转化大肠杆菌DH5α,再经IPTG诱导表达GST-1884融合蛋白;用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析重组蛋白的相对分子质量及表达形式。结果:扩增出了结核分枝杆菌Rv1884c基因,构建了具有正确基因序列的质粒载体pGEX-4T-1-Rv1884c,转化大肠杆菌DH5α后经诱导产生了高水平的表达产物。结论:构建了pGEX-4T-1-Rv1884c质粒载体,并诱导表达了GST-1884融合蛋白,为进一步研究Rv1884c蛋白的活性及其功能,探讨结核分枝杆菌快速促生长作用奠定了基础。     

结核分枝杆菌Rv2626c诱导的细胞免疫应答特性

全球有近1/4的人感染结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tb)并长期处于潜伏感染状态。Rv2626c是结核分枝杆菌受DosR调控的重要潜伏感染相关蛋白。本研究对Rv2626c蛋白进行了原核表达和纯化,并以RAW264.7细胞和小鼠为感染模型,对其免疫生物学特性进行了分析。SDS-PAGE及Western blotting鉴定结果表明,Rv2626c-His融合蛋白主要以可溶形式表达,能与兔抗H37Rv多抗血清发生特异性免疫反应。此外,本研究发现Rv2626c蛋白能结合到巨噬细胞RAW 264.7表面并上调细胞NO的生成;显著诱导促炎细胞因子IFN-γ、TNF-α、IL-6和MCP-1的产生;并能诱导小鼠产生更强的Th1免疫应答。上述研究有利于揭示结核分枝杆菌的致病机制,为新型结核病疫苗的研制奠定了理论基础。     

细胞因子和microRNA与结核分枝杆菌感染的研究进展

细胞因子是由免疫细胞和某些非免疫细胞经刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白质,其作为细胞间信号传递分子,主要参与调节免疫应答、免疫细胞分化发育、组织修复、介导炎症反应、刺激造血功能等。micro RNA(mi RNA)是存在于真核细胞内的一种非编码小RNA,可以调控基因转录后的表达,同时还可作为不同生理和病理状态的分子标记。许多研究表明,细胞因子相关基因的多态性与结核感染、肺结核发病易感性密切相关,而mi RNA在肺部疾病的正负调节功能与肺部疾病感染的发生、发展、转化与治疗有关。我们简要叙述了细胞因子、mi RNA与结核分枝杆菌感染三者之间的关联,以期有利于及时筛查潜伏结核感染和肺结核患者,降低结核感染率和发病率。     

结核分枝杆菌Rv0081基因编码蛋白的生物信息学分析

运用生物信息学分析软件预测结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）Rv0081蛋白的生物学特征及筛选潜在的优势抗原表位。 从NCBI数据库获取Mtb Rv0081蛋白的氨基酸序列，利用生物信息学分析软件ProtParam、ProtScale及TMPRED分析Rv0081蛋白的理化性质及亲疏水性；TMHMM、SignalP-5.0 Server预测蛋白的跨膜区及信号肽；NetNGlyc-1.0 Server、NetPhos 3.1 Server分别预测蛋白的糖基化位点及磷酸化位点；STRING预测能与Rv0081相互作用的蛋白；分别运用SOPMA、SWISS-MODEL预测蛋白的二、三级结构；综合运用softberry、WoLF PSORT预测蛋白的亚细胞定位；运用DNAStar预测蛋白的B细胞抗原表位；综合运用SYFPEITHI、NetCTL 1.2 Server、Net MHC pan 4.1 server预测蛋白的CTL细胞抗原表位；综合运用SYFPEITHI、Net MHCII pan 4.0 server预测蛋白的Th细胞抗原表位。 结果表明，Rv0081蛋白由114个氨基酸组成，相对分子质量为12 356.32，亚细胞定位于细胞质中，为稳定的疏水性蛋白，无跨膜区和信号肽，含有1个糖基化位点及9个磷酸化位点；二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成，结构较松散；与hycE、hycP、Rv0088、Rv0083、hycD、hycQ、Rv0082、devR、Rv0080及Rv0079蛋白存在相互作用关系；综合分析各软件预测结果筛选出6个优势B细胞抗原表位、6个优势CTL细胞抗原表位及7个优势Th细胞抗原表位。Mtb Rv0081蛋白具有较多潜在的候选B、T细胞抗原表位，可作为研发新型结核疫苗的候选抗原。     

结核分枝杆菌感染对人巨噬细胞离子通道及其调控元件转录表达的影响

为研究人巨噬细胞的离子通道及其调控元件是否参与了抗结核分枝杆菌感染免疫,利用表达谱芯片技术研究细菌感染后主巨噬细胞基因的表达情况,在全局表达谱分析的基础上,重点分析了离子通道及其调控元件的表达,并比较无毒株和临床分离有毒株在诱导离子通道及其调控元件表达方面的差异。结果表明,细菌感染影响离子通道及其调控元件基因的表达,涉及的离子通道包括钾通道、钠通道、氯通道、钙通道,差异表达的调控元件包括G蛋白、G蛋白偶联受体、蛋白质激酶和磷酸化酶;临床株感染影响的离子通道及其调控元件较无毒株广泛和丰富。这些观察结果提示,离子通道及其调控元件参与了宿主细胞对感染细菌的免疫应答,有关离子通道及其调控元件在抗结核免疫中的作用有待进一步研究。芯片研究的结果为将来的研究提供了线索。     

结核分枝杆菌Rv1385的抗原表位预测分析

结核分枝杆菌生长缓慢,难以获得足量的天然蛋白抗原。而利用基因工程技术制备重组蛋白抗原,存在着表达量低、不易纯化,以及特异性较低等不利因素。随着生物信息技术的发展,研究者可根据生物信息学软件预测,选择合成优势抗原肽段,而不需克隆整个蛋白,具有简便、经济、特异性高等特点。因此,本研究应用生物信息学方法,预测结核分枝杆菌Rv1385蛋白的抗原表位并分析其优势表位,对了解Rv1385蛋白的免疫学特性及其与结核分枝杆菌致病的关系具有重要意义。首先,从NCBI数据库下载Rv1385的氨基酸序列,然后采用生物信息学软件PSIPRED Server预测蛋白质二级结构;BepiPred 1.0 Server和ABCpred预测该蛋白的B细胞抗原表位;BIMAS、SYFPEITHI及NetCTLpan 1.1 Server预测该蛋白的CTL表位;SYFPEITHI和NetMHCIIpan 3.2 Server预测该蛋白的Th细胞表位。最后综合分析预测结核分枝杆菌Rv1385的优势候选抗原表位。结果显示,Rv1385蛋白二级结构中,α螺旋占51.8%,β折叠占41.6%,无规卷曲占6.6%;共有4个B细胞抗原位点,位于109～124、152～169、178～192、198～209氨基酸区段;3个CTL表位,位于263～271、87～95、240～248氨基酸区段;5个Th表位,位于77～91、87～101、234～247、70～84、46～60氨基酸区段。生物信息学分析显示Rv1385含有潜在的B细胞和T细胞抗原表位,为该蛋白抗原表位的进一步研究及应用奠定了基础。     

结核分枝杆菌Rv2628蛋白的免疫生物学特性

Rv2628蛋白是结核分枝杆菌Mycobacterium tuberculosis(M.tb)DosR调控的潜伏感染相关抗原。本研究对Rv2628蛋白进行了原核表达和纯化,并以巨噬细胞系和小鼠为研究模型,对其免疫生物学特性进行了分析。SDS-PAGE及Western blotting鉴定结果表明,Rv2628-His融合蛋白以包涵体形式表达,能与兔抗H37Rv多抗血清发生特异性反应,具有较好的免疫反应性。与巨噬细胞系RAW264.7的互作实验结果表明,在1–12 h内Rv2628蛋白能诱导前炎性因子IL-6的上调表达。将纯化的Rv2628融合蛋白皮下免疫BALB/c小鼠,夹心ELISA的测定结果表明,Rv2628蛋白免疫组诱导产生的特异性IFN-γ水平显著高于IL-4的水平(P0.000 1),呈现Th1型细胞免疫应答趋势;以Rv262811-30多肽作为包被抗原,通过间接ELISA测定的血清抗体效价能达到11 600,表明Rv2628也能诱导体液免疫应答。总之,Rv2628能促进巨噬细胞炎症反应的发生,激发小鼠产生强烈的Th1型细胞免疫应答和较好的体液免疫应答,具有作为亚单位疫苗的潜力,为M.tb与宿主之间的相互作用奠定了一定的理论基础。     

The Effect of Hyperglycaemia on In Vitro Cytokine Production and Macrophage Infection with Mycobacterium tuberculosis

Type 2 diabetes mellitus is an established risk factor for tuberculosis but the underlying mechanisms are largely unknown. We examined the effects of hyperglycaemia, a hallmark of diabetes, on the cytokine response to and macrophage infection with Mycobacterium tuberculosis. Increasing in vitro glucose concentrations from 5 to 25 mmol/L had marginal effects on cytokine production following stimulation of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) with M. tuberculosis lysate, LPS or Candida albicans, while 40 mmol/L glucose increased production of TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-10, but not of IFN-γ, IL-17A and IL-22. Macrophage differentiation under hyperglycaemic conditions of 25 mmol/L glucose was also associated with increased cytokine production upon stimulation with M. tuberculosis lysate and LPS but in infection experiments no differences in M. tuberculosis killing or outgrowth was observed. The phagocytic capacity of these hyperglycaemic macrophages also remained unaltered. The fact that only very high glucose concentrations were able to significantly influence cytokine production by macrophages suggests that hyperglycaemia alone cannot fully explain the increased susceptibility of diabetes mellitus patients to tuberculosis.     

结核分枝杆菌Rv0859基因的克隆、表达、纯化及蛋白的亚细胞定位

本研究体外克隆了结核分枝杆菌Rv0859基因, 融合表达并纯化了Rv0859蛋白。首先提取H37Rv标准菌株中的基因组DNA, 设计Rv0859基因两端的引物, 以H37Rv基因组DNA为模板通过PCR方法扩增Rv0859基因。用Hind III和BamHⅠ两种限制性内切酶双切Rv0859基因, T4连接酶连接到pET30载体上, 再转入大肠杆菌JF1125中, 经过筛选鉴定后抽提质粒测序, 得到重组正确载体, 转化到表达宿主大肠杆菌BL21中。用IPTG进行诱导表达, 通过聚丙酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及质谱鉴定重组表达蛋白。0.05 mol/L浓度的IPTG 37°C诱导4 h重组蛋白的表达量最高。制备重组蛋白的多克隆抗体, 通过亚细胞分离及Western-blotting分析蛋白的亚细胞定位。结果成功地构建原核表达载体pET30a-Rv0859, 并获得47845 D左右的大量表达的Rv0859蛋白, Western-blotting结果表明Rv0859蛋白主要定位于细胞膜中, 微量存在于细胞壁中, 为进一步的Rv0859蛋白功能研究奠定了一定的基础。     

结核分枝杆菌Rv1009结构域基因的克隆、表达及亲和层析纯化

目的:克隆结核分枝杆菌Rv1009结构域基因,经序列测定正确后进行融合表达和纯化。方法:采用PCR从结核分枝杆菌H37Rv基因组中扩增出Rv1009结构域基因,用限制性内切酶消化后插入pUC-19克隆载体中,经测序正确后亚克隆到融合表达载体pPro-EXHT中,转化大肠杆菌DH5α,目的基因经IPTG诱导,由T7启动子调控表达了N端带6个连续组氨酸残基的Rv1009结构域多肽,在变性条件下对目的蛋白进行纯化。结果:获得了结核分枝杆菌Rv1009结构域基因,得到融合6个组氨酸残基的Rv1009结构域多肽,纯化获得的蛋白纯度大于87%。结论:构建了结核分枝杆菌Rv1009结构域基因的重组表达载体,并获得了高纯度的融合表达蛋白,为后续深入研究奠定了基础。     

Effect of recombinant Rv1009 protein on promoting the growth of Mycobacterium tuberculosis

Aims: To determine whether resuscitation-promoting factor (RPF) from Mycobacterium tuberculosis can promote mycobacterial growth and shorten culture time. Method and Results: We cloned, expressed and purified an RPF from M. tuberculosis, Rv1009 protein and subsequently studied the biological activity of the recombinant Rv1009 (rRv1009) in liquid and on solid media. Our results indicate that the molecular weight of rRv1009 protein expressed in Escherichia coli BL21 was approximately 39 kDa. At picomolar and micromolar concentrations, rRv1009 protein could increase the optical density of freeze-dried Mycobacterium bovis BCG three to fivefold in Middlebrook 7H9 medium, stimulate the growth of viable mycobacteria on solid medium, and shorten positive growth detection time of a small number of M. tuberculosis in BACTEC 960 medium. Conclusions: The rRv1009 could promote proliferation of mycobacteria. It may be useful for culture of mycobacteria presented in clinical samples. Significance and Impact of the Study: rRv1009 protein can be used as a growth-promoting reagent of mycobacteria in the medium to shorten the time of culture.