长效人促卵泡激素CHO细胞株的构建及其体内活性

促卵泡激素(FSH)是具有促进卵泡与睾丸发育作用的一种垂体糖蛋白激素。因其体内半衰期较短,临床上需要连续10 d以上每天注射,病人使用非常不方便。本文旨在通过提高糖基化程度,研制一种长效FSH。通过一段含有两个N-糖基化位点的连接序列,将人FSHα链与β链cDNA融合,并插入pcDNA3.1(+)表达载体。表达载体转染CHO-K1细胞后,通过G418筛选得到阳性单克隆细胞,并经PCR和Western blotting证实。该重组FSH为单链蛋白,分子量约为49 kDa。经无血清培养,工程细胞株培养上清液中重组FSH的表达量可达3 mg/L。单次注射该重组FSH能够促进大鼠卵巢发育与卵泡成熟,且药效与连续8次注射Folltropin-V的相近。实验结果显示,本研究已成功获得一种长效重组FSH。     

rhEPO-L-Fc融合蛋白的表达、生物活性和初步药动学分析

为了延长人促红细胞生成素(hEPO)体内半衰期以达到更好的药效,制备通过柔性接头相连接的重组人红细胞生成素-IgG1 Fc融合蛋白(rhEPO-L-Fc),并对其生物学活性和体内药动学进行初步研究.利用PCR技术构建rhEPO-L-Fc融合基因,克隆至表达载体pOptiVEC-TOPO ,在二氢叶酸还原酶缺陷型中国仓鼠卵巢细胞(CHO-dhfr-)表达.Protein A亲合层析柱纯化融合蛋白,SDS-PAGE、质谱、Western blotting鉴定表达产物,细胞增殖实验检测融合蛋白的体外活性,动物实验检测融合蛋白的体内活性和半衰期.成功构建pOptiVEC-TOPO -rhEPO-L-Fc重组子,实现了在CHO细胞表达,纯化后的rhEPO-L-Fc融合蛋白经鉴定,其分子量和特异性均与理论值相符,能刺激体外培养的EPO依赖型细胞生长,ED50为2 ng/mL,且明显增加大鼠外周血网织红细胞数,体内消除半衰期达到27 h.rhEPO-L-Fc融合蛋白能延长hEPO体内半衰期,为其临床研究奠定了基础.     

EH-L-Fc在CHO细胞中的表达、纯化及活性分析

目的:为延长重组新蛭素(EH)的半衰期,制备通过连接肽连接的重组新蛭素与IgG1Fc的融合蛋白EH-LFc,并对其进行功能分析。方法:采用重叠PCR技术构建Eh-L-Fc融合基因,克隆至表达载体pcDNA3.1,用脂质体将重组表达载体转染至中国仓鼠卵巢细胞(CHO)中,G418抗性筛选稳定克隆株;Western印迹检测培养上清中EH-LFc蛋白的表达,用有限稀释法对G418抗性筛选出的混合克隆单克隆化,通过Protein A亲和层析柱纯化融合蛋白,Lowry法检测蛋白浓度,SDS-PAGE、HPLC法检测目的蛋白纯度,质谱法分析相对分子质量,凝血因子Ⅹa裂解融合蛋白后采用纤维蛋白凝块法测定其抗凝活性。结果:构建了重组表达载体pcDNA3.1-Eh-L-Fc,并获得稳定表达EHL-Fc的细胞株。表达产物的相对分子质量为72 168,HPLC检测亲和层析获得的EH-L-Fc纯度达93.9%。完整的EH-L-Fc无抗凝活性,经凝血因子Ⅹa裂解后其抗凝比活性为96.6 ATU/mg。结论:获得稳定表达EH-L-Fc的CHO细胞株和较高纯度的重组融合蛋白,且该重组融合蛋白经凝血因子Ⅹa裂解后可释放抗凝活性。EH-L-Fc融合蛋白的获得为研究新蛭素的长效剂型奠定了重要基础。     

PTD融和蛋白的原核表达及其抗体制备

目的:为制备凋亡素重组蛋白抗体,首先获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,而且通过原核表达系统表达重组蛋白并制备其抗体,为进一步利用凋亡素重组蛋白导向治疗肿瘤的检测奠定基础.方法:应用重叠延伸的基因融合技术将LHRH(黄体生成激素释放激素)基因、TAT(HIV-1反式转录激活因子)基因和凋亡素基因重组,构建成凋亡素重组蛋白原核表达载体pET-28a-LTA,随后将表达质粒转入BL21菌株,经IPTG诱导表达重组融合蛋白,将已表达的重组蛋白通过Ni-NTA亲和色谱柱进行纯化,并制备LTA凋亡素重组蛋白抗体.结果:表达产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,LTA蛋白融合基因获得高效表达,凝胶薄层扫描分析表明表达蛋白占菌体蛋白12.6%.LTA蛋白经Ni-NTA亲和色谱柱柱纯化,以纯化蛋白为抗原免疫獭兔制备凋亡素重组蛋白抗血清.结果表明抗体的效价为1: 12800.结论:应用重叠延伸的基因融合技术获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,通过原核表达系统表达重组蛋白并制备其抗体.     

长效重组蛋白药物发展动态

部分重组蛋白药物存在半衰期短的缺陷,临床给药频率高,且大多为注射给药,严重影响患者使用依从性。长效重组蛋白药物是近年来生物技术药物发展的重要趋势之一。对蛋白分子进行改造或修饰,延长重组蛋白药物的半衰期,实现长效以减少给药频率主要通过4种方式:化学修饰、构建突变体、蛋白融合、糖基化修饰。针对上述4种长效化方式及已上市相关产品进行了综述。展望未来,紧跟国外先进技术和质量标准发展,进一步提高国产长效重组蛋白药物质量水平,推进国内相关产品标准升级,推动创新长效重组蛋白药物开发及专利布局是未来几年国内该领域的发展方向。     

毕赤酵母高效分泌长效人生长激素的研究

目的:为了延长人生长激素(HGH)在血浆中的半衰期,构建了高效分泌表达人血清白蛋白(HSA)与HGH融合蛋白(HSA-HGH)的工程毕赤酵母菌株。方法:从人胎肝cDNA文库中扩增HSA基因,从HGH工程菌载体中扩增HGH基因,将其克隆至真核表达载体pHIL-D2,载体线性化后采用电击法转化毕赤酵母GS115。通过原位双层膜法筛选高效分泌表达菌株。分别采用SDS-PAGE和Western印迹鉴定融合蛋白。对工程酵母培养条件进行研究,发酵液经离子交换层析、亲和层析和分子筛层析纯化。纯化的蛋白经N端序列测定,分子量测定和等电聚焦电泳进行鉴定。冻干的蛋白制剂经食蟹猴试验进行药代动力学和药效动力学测试。结果:确立了工程酵母的最佳培养工艺,融合蛋白表达量达100mg/L。纯化后蛋白纯度达95%以上,得率达42%。融合蛋白与预期结果一致,经食蟹猴试验,显示有良好的生物活性,与等摩尔剂量的重组人生长激素相比,半衰期延长6.8倍,清除率慢44倍。结论:融合蛋白呈现明显的长效动力学特征,为开发重组长效人生长激素HSA-HGH融合蛋白药物(rHSA-HGH)奠定了基础。     

草鱼促性腺激素基因的原核表达及多克隆抗体的制备

选用原核表达载体pGEX-4T-1,分别插入草鱼GTH和FSHβ的cDNA序列,构建成N端含有GST融合蛋白标签的表达质粒,分别转化大肠杆菌BL21(DE3),在IPTG诱导下表达出2个融合蛋白,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳显示重组融合蛋白GST-GTHα和GST-FSHβ的相对分子质量大约为35、38 kD.用抗GST标签的单克隆抗体分别对2个表达蛋白进行Western blot鉴定,结果显示重组蛋白表达正确.利用制备型SDS-PAGE纯化回收的蛋白并免疫新西兰大白兔,分别制备了抗GTH和抗FSHβ的具有较高效价的多克隆抗体.该结果为纯化天然GTH蛋白提供了有效的检测手段,也为进一步制备GTH单克隆抗体奠定了基础.     

一种新型高糖基化免疫融合蛋白NESP-Fc的研制

新红细胞生成刺激蛋白(NESP),是重组人红细胞生长素(rh EPO)的一种高糖基化类似物,它含有5个N端糖链和比rhEPO高2倍的唾液酸残基,具有较好的代谢稳定性和3倍于rhEPO的半衰期。在新红细胞生成刺激蛋白(NESP)的基础上,通过NESP的cDNA与人IgG2的铰链区与CH2和CH3的cDNA连接,形成了融合蛋白NESP-Fc,来达到提高NESP半衰期的目的。表达载体的构建、融合蛋白的表达纯化和初步的功能性试验等一系列研究证实,所表达的融合蛋白主要以二聚体形式存在;NESP-Fc能明显促进UT-7细胞的生长和小鼠体内网织红细胞的增殖;在大鼠体内的研究发现其半衰期高达56h;小试规模重组蛋白的表达量在1.4g/L左右。这些研究为该融合蛋白最终实现临床应用和产业化打下了良好的基础。     

PTD融合蛋白的原核表达及其抗体制备

目的：为制备凋亡素重组蛋白抗体,首先获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,而且通过原恢表达系统表达重组蛋白并制备其抗体,为进一步利用凋亡素重组蛋白导向治疗肿瘤的检测奠定基础。方法：应用重叠延伸的基因融合技术将LHRH（黄体生成激素释放激素）基因、TAT（HW—1反式转录激活因子）基因和凋亡素基因重组,构建成凋亡素重组蛋白原核表达载体pET-28α～LTA,随后将表达质粒转入BL21菌株,经IPTG诱导表达重组融合蛋白,将已表达的重组蛋白通过Ni—NTA亲和色谱柱进行纯化,并制备LTA凋亡素重组蛋白抗体。结果：表达产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测．LTA蛋白融合基因获得高效表达,凝胶薄层扫描分析表明表达蛋白占菌体蛋白12．6％。LTA蛋白经Ni—NTA亲和色谱柱柱纯化,以纯化蛋白为抗原免疫獭兔制备凋亡素重组蛋白抗血清。结果表明抗体的效价为1：12800。结论：应用重叠延伸的基因融合技术获得凋亡素重组蛋白融合基因LTA,通过原核表达系统表达重组蛋白并制备其抗体。     

hK-Fc融合蛋白的改良、表达及其生物活性的分析

为了延长人激肽释放酶(hK)的血清半衰期,提高分泌蛋白的产率,制备了重组激肽释放酶-IgG1 Fc融合蛋白(hK'-Fc)。采用PCR扩增hK基因和IgG1的Fc序列,用鼠源信号肽序列替换hK基因原有的信号肽序列,构建改良型融合蛋白hK'-Fc以及天然型融合蛋白hK-Fc的表达载体,转染中国仓鼠卵巢细胞(CHO)细胞,筛选稳定分泌融合蛋白的细胞株,通过Western blotting鉴定信号肽改造效果,利用Protein A+G亲合层析柱纯化融合蛋白,酶学实验检测融合蛋白的体外活性。结果表明:成功构建了pcDNA-hK'-Fc以及pcDNA-hK-Fc重组表达载体;获得了稳定表达融合蛋白的细胞株,产量达11mg/L以上;信号肽改造后融合蛋白的分泌效率提高约5～10倍;融合蛋白能水解其特异性的底物S-2266,具有生物学活性。本研究为进一步探讨融合蛋白的体内半衰期打下了坚实基础,也为研制治疗脑梗塞疗效更好的第二代hK蛋白和其他药用蛋白的改良提供新的线索。     

重组胰高糖素样肽-1融合蛋白的纯化及其活性测定

主要探讨了发酵液中融合蛋白rh（GLP-1A2G）2-HSA的分离纯化过程。发酵上清液经超滤浓缩、离子交换层析、凝胶过滤分离得高纯度的rh（GLP-1A2G）2-HSA。纯化样品经SDS-PAGE检测为单一条带,HPLC分析纯度达98%,^125I标记后用TCA沉淀法测定放射性纯度达97%,符合药效学和药代动力学研究的需要,整个纯化过程回收率达到48.5%。通过细胞增殖实验表明纯化后的rh（GLP-1A2G）2-HSA具有类似GLP-1的促胰岛β细胞增殖活性,说明该分离过程保护了融合蛋白rh（GLP-1A2G）2-HSA的生物活性。通过融合蛋白rh（GLP-1A2G）2-HSA的纯化方法,可获得高纯度的重组融合蛋白rh（GLP-1A2G）2-HSA,为进一步的药效学和药代动力学研究奠定了基础。     

重组人ASCT2胞外结构域ECL2在大肠杆菌中的表达及其鉴定

中性氨基酸转运蛋白(ASCT2)是人类内源性病毒的包膜蛋白合胞素在细胞膜上的主要受体,ECL2是该受体的其中一个较大的胞外结构域.通过RT-PCR方法从人乳腺癌MCF-7细胞中克隆ASCT2基因编码区全长序列,再从中扩增ASCT2的胞外区ECL2序列,与pET-41b连接构建原核表达载体,重组质粒在大肠杆菌中获得高效表达,重组蛋白在N-和C-端分别融合谷胱甘肽转移酶(GST)和His6标签,融合蛋白在上清液和包涵体中均有表达,可溶性部分经亲和层析纯化获得高纯度的重组蛋白,该蛋白可结合在表达合胞素的MCF-7细胞表面,具有结合合胞素的潜在活性,这些结果为进一步研究ASCT2与合胞素的相互作用奠定了基础.     

家蝇防御素在大肠杆菌中的表达、纯化与抗体制备

家蝇防御素是从家蝇中克隆得到的1种抗菌肽。为了进一步研究家蝇防御素的功能和制备特异性抗体,采用大肠杆菌表达外源蛋白的方法, 进行了家蝇防御素原核表达的研究。根据克隆到的家蝇防御素基因(Mdde) 的cDNA序列, 设计特异性引物, PCR 扩增成熟肽的cDNA片段, 将成熟肽序列重组到表达载体pGEX 4T 1中, 构建m Mdde/pGEX 4T 1重组表达载体, 在大肠杆菌BL21 中诱导表达, 重组表达的融合蛋白GST Mdde占菌体总蛋白的33 4%。纯化得到GST Mdde后, 再用凝血酶将其从特定位点切开, 得到表达的m Mdde。液体抑菌实验结果初步表明, 表达的融合蛋白GST Mdde对细菌生长有一定的抑制作用。利用纯化的GST Mdde融合蛋白, 制备了抗血清。     

重组毒素rCCK_(96-104)PE38靶向结肠癌生物特性研究

旨在原核表达并纯化新型重组毒素rCCK_(96-104)PE38,验证其对结肠癌细胞的靶向杀伤作用。使用基因扩增技术将反向编译的胆囊收缩素CCK_(96-104)与绿脓杆菌外毒素PE38融合,构建原核表达载体。利用Ni-NTA亲和层析进行纯化。通过结肠癌细胞体外杀伤实验以及结肠癌裸鼠模型的治疗验证rCCK_(96-104)PE38的抗肿瘤能力。结果显示,扩增出的rCCK_(96-104)PE38序列正确,成功利用pET-28a原核表达系统实现了活性表达。纯化后的重组蛋白能够在体外诱导结肠癌细胞凋亡,并能抑制裸鼠模型体内的肿瘤生长。成功制备高纯度、无标签的rCCK_(96-104)PE38重组免疫毒素,体内、体外实验证实其具有抑制结肠癌的能力。     

人胰岛素突变体GIRR的分离纯化及性质研究

构建人胰岛素原突变体GIRR(A2 1Asn→Gly,B1 7Leu→Ile ,B31Arg ,B32Arg)基因的原核融合表达载体并进行表达和纯化 ,进一步对其性质进行研究。将人胰岛素原突变体基因重组到pTXB1融合表达载体上 ,在E .coliBL2 1 (DE3)中得到高效表达。表达产物经几丁质亲和柱层析分离以及胰蛋白酶和羧肽酶B的酶促转化等步骤 ,得到纯的人胰岛素突变体GIRR ,其纯度经HPLC鉴定达到 95 % ,氨基酸组成和设计相符 ,其受体结合活性是猪胰岛素的 1 0 5 % ,生物活性为 2 6.8IU/mg。其血浆半衰期为 2 0分钟 ,比标准猪胰岛素提高 3倍多。结果提示本突变体具有更长的半衰期 ,为长效胰岛素的制备提供了新的思路。     

水蛭素融合蛋白的表达及其与靶向适配子的偶联

目的:优化表达并纯化水蛭素融合蛋白SA-H-RGD,检测其生物学活性,获得能够与生物素标记的纤维蛋白适配子G81-2结合的偶联物。方法:将序列正确的质粒p ET-44b-SA-H-RGD进行原核表达,采用不同浓度的IPTG及时间优化融合蛋白表达条件,镍亲和凝胶层析柱纯化融合蛋白,Western-blot鉴定蛋白。通过凝血酶原时间(PT)和抗血小板聚集实验检测融合蛋白活性;之后按照生物素-G81-2:SA-H-RGD摩尔比为4:1的比例制备纤维蛋白特异性的偶联物,用凝胶迁移阻滞实验(EMSA)验证二者的偶联。结果:融合蛋白SA-H-RGD在IPTG 0.9 mmol/L、5 h时在大肠杆菌中获得可溶性高效表达,纯化的融合蛋白具有延长PT的作用和抑制血小板聚集的活性,EMSA表明SA-H-RGD具有结合生物素标记的G81-2适配子的功能。结论:本研究成功地优化表达了具有抗凝血和抗血小板聚集功能的融合蛋白SA-H-RGD,获得了水蛭素融合蛋白与生物素-G81-2适配子组成的靶向偶联物。     

嗜水气单胞菌BYKAH2008AC株外膜蛋白和溶血素双基因的融合表达及免疫原性分析

嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)的外膜蛋白基因(OmpTS)和溶血素基因(Hly)是其重要的保护性抗原。根据Genbank已发表的两个基因的序列设计引物,扩增其去除信号肽部分的基因片段,再将二者通过柔性片段融合,定向插入到质粒pET32a中构建重组融合表达载体,并转化到大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导获得与预期大小108 kD相吻合的融合蛋白条带。用纯化的重组蛋白免疫新西兰大白兔制备兔抗血清。ELISA和Western Blot检测该抗体效价为1∶4000以上,且该重组蛋白与抗OmpTS兔血清和抗Hly兔血清都呈阳性反应,表明该融合蛋白保留了外膜蛋白和溶血素的免疫原性,可作为基因工程亚单位疫苗的候选成分。     

免疫A型呼吸道合胞病毒G75-225蛋白的小鼠对病毒感染的抗性

目的:评价A型呼吸道合胞病毒(RSV)G75-225蛋白(G151)与二硫键异构酶(DsbA)的重组蛋白抗原DsbA-G151的免疫活性。方法:采用PCR方法从A型RSVG蛋白扩增G151基因片段,插入表达载体pET-DsbA,经E.coli表达、亲和层析纯化制备DsbA-G151蛋白;将其免疫BALB/c小鼠后获得相应的抗血清,利用ELISA方法、保护性实验检测蛋白免疫活性。结果:构建了表达载体pET-DsbA-G151,表达、纯化获得了重组蛋白DsbA-G151。ELISA检测表明,DsbA-G151能在小鼠体内产生高滴度的特异性IgG;保护性实验显示该蛋白能有效保护BALB/c小鼠不被RSV感染。结论:经ELISA检测、保护性实验,表明DsbA-G151具有良好的免疫原性。     

新型冠状病毒S蛋白表达、纯化及应用

[目的]克隆严重急性呼吸综合征冠状病毒2(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)刺突糖蛋白(Spike,S蛋白),纯化重组蛋白为制备鼠多克隆抗体提供免疫原,并鉴定抗体活性。[方法]依据对S蛋白的氨基酸序列解析,设计并构建了S蛋白重组质粒S713 pcDNA3.1(+)-C-6His,经酶切和测序正确后,转入中国仓鼠卵巢细胞(CHO-K1)中进行诱导表达,SDS-PAGE鉴定融合蛋白表达情况。表达产物利用Ni柱和分子筛纯化,目的蛋白混合免疫佐剂AS03免疫ICR小鼠,制备S蛋白多克隆抗体并对通过中和实验进行鉴定。[结果]成功构建重组质粒S713 pcDNA3.1(+)-C-6His,在CHO-K1细胞中S蛋白以可溶性形式表达。可溶性目的蛋白纯化后,蛋白纯度为94.4%,作为免疫原制备鼠多克隆抗体,抗体效价为1∶400,中和实验显示该多抗具有保护作用。[结论]成功诱导表达、纯化重组S蛋白并制备其多克隆抗体,为深入研究新冠病毒感染、发病机制及新型肺炎的防治奠定基础。     

小鼠附睾分泌的防御素Defb48的原核表达及纯化

目的:获取小鼠附睾分泌的防御素Defb48的基因并原核表达、纯化,为研究其功能奠定基础。方法:提取小鼠附睾组织的总RNA,用RT-PCR技术扩增出不含信号肽的Defb48编码序列,将2段Defb48编码序列串联克隆至原核表达载体pET28(a)中,经酶切和测序鉴定正确的重组质粒转化大肠杆菌Rosetta(DE3),IPTG诱导表达重组蛋白;用镍柱进行重组蛋白的纯化,然后进行SDS-PAGE和Western印迹分析鉴定。结果:获得实验所需小鼠附睾分泌的防御素Defb48的基因序列,测序结果与已发表的基因序列一致;在大肠杆菌Rosetta(DE3)中表达了His-Defb48融合蛋白,经Western印迹分析,在相对分子质量18 000处有特异的蛋白条带,镍柱纯化后获得纯度较好的融合蛋白。结论:克隆了小鼠附睾分泌的防御素Defb48基因,并在大肠杆菌Rosetta(DE3)中表达纯化出融合蛋白,为制备其多克隆抗体,进而进一步研究Defb48的功能奠定了基础。