钙网蛋白及其与肿瘤的关系

钙网蛋白（calreticulin,CRT）是一种普遍存在且高度保守的内质网钙结合蛋白,具有调节钙平衡、协助蛋白质的折叠和加工、参与抗原提呈、血管发生及凋亡的调节等多种生物学功能。最近研究发现,CRT与肿瘤的发生发展、诊断、预后判断以及治疗密切相关。该文介绍钙网蛋白的结构、生物学功能及其与肿瘤的关系。     

钙网蛋白的免疫生物学活性研究进展

钙网蛋白(calreticulin,CRT)是内质网中的Ca2+结合蛋白,对维持细胞内的Ca2+稳态具有重要作用。CRT还可作为分子伴侣,帮助新合成的内质网蛋白正确折叠。除此之外,CRT还出现在细胞膜表面及细胞外环境中,并发挥重要的免疫调节作用。膜表面的CRT参与凋亡细胞的清除和抗肿瘤免疫应答,在T细胞活化早期也发挥重要作用。可溶性CRT出现在自身免疫病患者的血清中,且其浓度与疾病活动度相关。重组可溶性CRT腹腔注射可显著影响小鼠的Th1/Th2平衡。重组可溶性CRT分子不仅具有超强免疫刺激活性,还表现出很强的佐剂效应,提示可溶性CRT可能在自身免疫性疾病的发生与发展过程中发挥一定作用。可以预见,CRT分子的免疫生物学活性将在不久的将来成为该领域研究的一个热点。     

钙网蛋白与肿瘤免疫

钙网蛋白是内质网分子伴侣,负责糖蛋白的折叠及维持细胞内Ca2＋平衡。新近研究发现,某些凋亡刺激能诱导肿瘤细胞内的钙网蛋白快速转位到肿瘤细胞膜上,这种表面包被有大量钙网蛋白的肿瘤细胞,能被抗原呈递细胞有效识别和吞噬,由此激发抗同种肿瘤的特异性免疫杀伤效应,提示钙网蛋白在肿瘤免疫治疗中的潜在应用价值。对钙网蛋白在肿瘤免疫中的研究进展作一综述。     

重组人钙网蛋白的克隆与原核表达

［摘要］目的: 克隆人钙网蛋白（calreticulin,CRT）并在E.coli中原核表达和纯化。方法：采用RT-PCR 法从人非小细胞肺腺癌A549细胞总RNA中克隆人钙网蛋白cDNA,构建CRT原核表达质粒（pET-15b/CRT）并转化E.coli 的Rossetta菌株。IPTG诱导后,表达蛋白在变性条件下经Ni-NTA 树脂亲和层析纯化,然后透析复性。分别用SDS-PAGE和Western blotting法鉴定CRT表达和纯化状态。结果：从A549细胞总RNA中成功获得人CRT cDNA克隆,重组质粒pET-15b/CRT构建正确。转化pET-15b/CRT的E.coli Rossetta诱导性表达重组人CRT蛋白,该蛋白可经Ni-NTA树脂亲和层析高度纯化。结论：成功建立了CRT原核表达和纯化的实验方法,该方法为后续的CRT蛋白功能研究奠定了基础。     

钙网蛋白在内皮细胞相关疾病中的病理生理作用

心脑血管病、糖尿病和肿瘤等内皮相关疾病严重威胁人类健康。内皮结构与功能的损伤是内皮相关疾病发病机制中至关重要的环节。内质网Ca2+结合蛋白钙网蛋白(calreticulin,CRT)调节内皮细胞增殖、黏附、迁移、凋亡等过程,参与肿瘤、糖尿病、心脑血管病等内皮相关疾病的发生、发展和转归。外源性CRT对肿瘤、眼部新生血管病变、慢性愈合不良性伤口和缺血性疾病具有潜在治疗作用。本文综述钙网蛋白对内皮细胞的调节及其在内皮相关疾病中的病理生理学作用。     

人血管能抑素基因N端片段的表达、纯化及其生物活性测定

以中国人胎盘脐带组织为材料 ,提取组织总RNA ,用RT PCR方法合成人血管能抑素cDNA ,将该cD NA克隆进 pSP72载体获得重组质粒 pSP72C。以pSP72C为模板 ,PCR方法合成编码血管能抑素N端 189aa的基因片段 ,将其克隆进pET 3c载体获得重组表达质粒 pET CN ,转化E .coliBL2 1(DE3) ,SDS PAGE分析显示 ,在IPTG诱导下 ,人血管能抑素N端基因片段获得了有效表达 ,表达量约占菌体总蛋白质的 35 .3% ,主要以包涵体形式存在。包涵体经过洗涤、裂解、蛋白质复性以及SephadexG 10 0凝胶过滤层析等步骤纯化后 ,获得了纯度约92 .6 %的人血管能抑素N端片段 ,CAM实验证明具有显著抑制鸡胚新生血管生成活性。     

三角帆蚌钙网蛋白基因cDNA的全长克隆与表达分析

采用同源克隆策略和RACE技术,从三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）外套膜组织中成功克隆得到钙网蛋白（Calreticulin,CRT）基因的全长cDNA序列,共1838 bp,开放阅读框为1257 bp,编码418个氨基酸,5'端非编码区为75 bp,3'端非编码区为506 bp,基因序列提交GenBank的登录号为JX416227。生物信息学分析表明,三角帆蚌钙网蛋白基因具有一段信号肽序列、两条典型的钙网蛋白家族标签序列KHEQNIDCGGGY和IMFGPDICG、三个保守的N-、P-和C-端功能域及内质网前导序列HDEL。NJ法系统进化分析显示三角帆蚌首先与海洋双壳类紧密聚在一起,且与蚯蚓等环节动物亲缘关系较近,聚为一支,然后依次与虾类、昆虫、鱼类、两栖类、哺乳类聚在一起。经荧光定量PCR检测,钙网蛋白基因在三角帆蚌的外套膜、闭壳肌、斧足、鳃、肝脏、性腺、心脏、肠等8个组织中均有表达,其中在外套膜、鳃和斧足等与贝类钙代谢相关的组织中表达量较高预示其可能参与三角帆蚌的钙代谢。不同Ca2+浓度处理试验的结果表明,随着水体中Ca2+浓度逐渐升高,三角帆蚌钙网蛋白基因在外套膜中的表达水平呈先上升后下降的趋势,并在60 mg/L时达 到最高峰,表明适宜的Ca2+浓度可促进钙网蛋白基因表达,而过高的Ca2+浓度则会抑制其表达。同时在60 mg/L Ca2+浓度条件下,对三角帆蚌外套膜进行不同时间的表达试验,结果表明钙网蛋白基因的表达量随时间推移先上升,并于48h达到最大表达量,而后逐渐下降。上述结果为进一步深入研究钙网蛋白基因的功能及其调控机理奠定基础。       

铁皮石斛钙网蛋白基因DoCRT1的分子克隆与表达研究

该研究采用RACE克隆铁皮石斛钙网蛋白(calreticulin,CRT)基因DoCRT1,进行生物信息学分析,并借助定量PCR检测基因表达模式,为揭示该基因在铁皮石斛生长发育及逆境生理中的分子作用奠定基础。结果表明:(1)DoCRT1基因(GenBank登录号KT957551)cDNA全长1 672bp,ORF长1 275bp,编码一条由424个氨基酸组成的多肽,分子量49.05kD,等电点4.42,具有CRT蛋白保守的钙网蛋白/钙联接蛋白P结构域(205~320)和类伴刀豆球蛋白凝集素/葡聚糖酶结构域A(20~222)以及多个基序;蛋白N端含有一个信号肽(1~23)和一个跨膜区域(8~24),预测结果显示主要定位于细胞液泡、胞外,与多种植物CRT蛋白一致性很高(80%~87%)。(2)DoCRT1蛋白与OsCRT1/2、ZmCRT1亲缘关系近,聚在CRT进化树的CRT1/2分支。(3)qRT-PCR检测结果显示,DoCRT1基因转录本在石斛根中表达量较高,为叶中的2.23倍,且茎与叶中表达量无显著差异。     

在低氧预处理延迟心肌保护中钙网蛋白表达升高

本文分别在整体实验和细胞培养条件下研究钙网蛋白（calreticulin,CRT）在低氧预处理（hypoxic preconditioning,HPC）延迟心肌保护中的表达及其信号转导机制。（1）整体实验时Wistar大鼠随机分为3组：假手术（sham）组、仅结扎冠状动脉的心肌缺血（myocardial infarction,MI）组和HPC后再结扎冠状动脉的HPC＋MI组,分别于术后24h、14d和28d观察HPC对缺血后心功能和梗死区、危险区面积的影响;采用Western blot检测CRT表达以及p38丝裂素活化蛋白激酶（p38mitogenactivated protein kinase,p38MAPK）、应激活化蛋白激酶（stress-activated protein kinase,SAPK）活性。（2）原代培养Sprague—Dawley乳鼠心肌细胞,随机分为6组：低氧,复氧（hypoxia／reoxygenation,H／R）组、HPC组、HPC＋H,R组、p38MAPK抑制剂SB203580＋HPC＋H／R（SB＋HPC＋H／R）组、SAPK抑制剂SP600125＋HPC＋H瓜（SP＋HPC＋H／R）组和正常对照组;采用台盼蓝排斥实验、乳酸脱氢酶（1actate dehydrogenase,LDH）活性检测及流式细胞仪检测各组细胞损伤情况;采用Western blot检测CRT表达及p38MAPK、SAPK的磷酸化水平。主要结果如下：（1）整体动物实验结果表明,HPC改善缺血对心肌左室压力最大上升,下降速度（＋dp／dtmax）的抑制,限制心肌梗死面积;HPC后CRT表达呈动态变化：术后24h时HPC＋MI组CRT表达增高106％（P〈0．05vsMI组）,以危险区最为显著;14d至28d表达逐步降低。相关分析显示,术后24h时CRT表达量与心功能呈正相关（r=0．9867,P〈0．05）,与梗死面积呈负相关（r=-0．9709,P〈0．05）。（2）细胞培养实验结果表明,HPC可减轻H／R诱导的心肌细胞LDH漏出,增加心肌细胞存活率,降低细胞凋亡;单纯HPC可诱导CRT表达轻度增加（222％,P〈0．05vs对照组）,而损伤性H／R诱导CRT过表达（503％,P〈0．05vs对照组）,HPC可降低H／R诱导CRT表达升高的幅度;p38MAPK活性与HPC诱导的CRT表达呈正相关（r=0．9021,P〈0．05）,而SAPK活性与其呈负相关（r=-0．8211,P〈0．05）。由此得出结论：（1）整体实验中HPC可明显改善缺血后心脏的收缩与舒张功能,限制心肌梗死范围,促进危险区心肌恢复;心肌梗死早期,HPC诱导CRT表达上调,参与心肌保护;（2）细胞培养实验中HPC可诱导CRT适度表达,增强原代培养乳鼠心肌细胞对H／R损伤的抵抗力;p38MAPK可能介导HPC诱导的CRT表达,而SAPK激活可能不利于心肌保护。     

周期性张应力刺激下成肌细胞钙网蛋白的表达及变化

目的：检测成肌细胞钙网蛋白（CRT）在循环拉伸应力刺激下的表达变化。方法：体外构建面颌部成肌细胞力学刺激模型。加力组以0．5赫兹的加载频率和10％细胞拉伸变形幅度对细胞进行加力培养1h,6h,12h,24h,运用实时荧光定量PCR技术跟Westem Blot技术分别检测在周期性张应力作用下成肌细胞CRT在基因水平及蛋白水平的表达变化。结果：当对细胞加力6h后,CRTmRNA及蛋白表达量开始增多,加力12h后CRTmRNA及蛋白表达量到达最多（P〈0．01）,加力0h组与加力12h组之间差异有显著的统计学意义（P〈0．01）。结论：持续的周期性张应力刺激下CRTmRNA及蛋白表达增加。     

钙网质蛋白在多囊卵巢综合征大鼠子宫内膜的表达及意义

目的:研究钙网质蛋白(CRT)在PCOS大鼠子宫内膜中的表达及生物学意义。方法:60只雌性SD大鼠随机分为PCOS组和对照组,每组各30只。给模型组24日龄大鼠皮下埋植左旋甲基炔诺酮硅胶棒3 mm/只,3 d后BID皮下注射人绒毛膜促性腺激素1.5 IU。给对照组皮下注射等体积生理盐水。注射9 d后观察大鼠卵巢形态学(HE染色),化学发光法测定性激素水平。结果:模型组大鼠卵巢重量和体积均显著高于对照组(P<0.01)。模型组大鼠卵巢出现类多囊卵巢综合征的改变。模型组卵巢各级发育期卵泡及黄体少见,卵泡多呈囊性扩张。模型组大鼠血清孕激素、睾酮、空腹胰岛素、空腹血糖水平均显著高于对照组(P<0.05);卵泡刺激素(FSH)水平显著低于对照组(P<0.05)。LH/FSH比值显著高于对照组(P<0.05)。采用免疫组织化学方法及灰度值测定,定量分析CRT在PCOS组和对照组的子宫内膜中表达。CRT在两组中的子宫内膜中均有表达。PCOS组子宫内膜上皮CRT表达显著低于对照组(P<0.01)。结论:避孕硅胶棒联合hCG诱导SD大鼠多囊卵巢综合征模型是较好的PCOS模型。CRT与PCOS的发病密切相关。     

钙网质蛋白在多囊卵巢综合征大鼠子宫内膜的表达及意义

目的：研究钙网质蛋白（CRT）在PCOS大鼠子宫内膜中的表达及生物学意义。方法：60只雌性SD大鼠随机分为PCOS组和对照组,每组各30只。给模型组24日龄大鼠皮下埋植左旋甲基炔诺酮硅胶棒3mm／只,3d后BID皮下注射人绒毛膜促性腺激素1．5IU。给对照组皮下注射等体积生理盐水。注射9d后观察大鼠卵巢形态学（HE染色）,化学发光法测定性激素水平。结果：模型组大鼠卵巢重量和体积均显著高于对照组（P〈0．01）。模型组大鼠卵巢出现类多囊卵巢综合征的改变。模型组卵巢各级发育期卵泡及黄体少见,卵泡多呈囊性扩张。模型组大鼠血清孕激素、睾酮、空腹胰岛素、空腹血糖水平均显著高于对照组（P〈0．05）;卵泡刺激素（FSH）水平显著低于对照组（P〈0．05）。LH／FSH比值显著高于对照组（P〈0．05）。采用免疫组织化学方法及灰度值测定,定量分析CRT在PCOS组和对照组的子宫内膜中表达。CRT在两组中的子宫内膜中均有表达。PCOS组子宫内膜上皮CRT表达显著低于对照组（P〈0．01）。结论：避孕硅胶棒联合hCG诱导SD大鼠多囊卵巢综合征模型是较好的PCOS模型。CRT与PCOS的发病密切相关．     

重组人纤溶酶原K1-3蛋白的抗肿瘤活性研究

人纤溶酶原K1-3功能区是一个血管生成抑制因子。以人纤溶酶原k1-3基因在大肠杆菌中表达的重组K1-3蛋白进行鸡胚绒毛尿囊膜(chorioallantoicmembrane,CAM)血管生成抑制活性分析和小鼠B16黑色素瘤抑瘤实验,结果证实重组K1-3蛋白具有抑制毛细血管生成和抗肿瘤活性。     

早孕小鼠子宫内膜钙网蛋白的表达规律

采用RT-PCR、间接免疫荧光组织化学、Western 印迹及原位杂交技术分别检测未孕(d0)和妊娠d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7天小鼠子宫内膜中钙网蛋白(calreticulin, CRT)的表达规律, 探讨CRT在胚胎着床中的作用.结果显示CRT mRNA在妊娠小鼠子宫内膜中的表达明显高于未孕小鼠(P <0.05), 且随着妊娠天数的增加呈逐渐增强的趋势.间接免役荧光组织化学结果显示CRT表达于子宫内膜基质细胞、腺上皮以及腔上皮, 并在妊娠第4、5天基质细胞的胞浆中呈现高峰.实验结果提示, CRT在妊娠早期子宫内膜的持续表达, 可能通过调节整合素介导的细胞信号通路而调节胚胎滋养层细胞的黏附、侵袭, 参与胚胎着床.     

嗜铬粒蛋白N端片段基因在枯草杆菌中的表达及表达产物的活性分析

嗜铬粒蛋白(CGA)是存在于分泌细胞的由439个氨基酸组成的可溶性蛋白。近年的研究发现CGA的N端具有抗血管收缩、抗细菌和抗真菌的功能。为了寻找高效低毒的抗真菌片段,利用PCR技术扩增了编码人嗜铬粒蛋白N端1-76位氨基酸（CGA1-76）的DNA片段,并将之克隆进本实验构建的枯草杆菌诱导型表达载体pSBPTQ,获得含CGA1-76基因的重组质粒pSVTQ,转化蛋白酶三缺陷的枯草杆菌DB403。经蔗糖诱导后,CGA1-76片段在枯草杆菌DB403（pSVTQ）中获得表达,产物分泌到细胞外,分泌量约为5mg/L,占总分泌蛋白的133% 。测试了表达产物对几种丝状真菌和酵母的抑制作用,发现在4μmol/L的浓度下,枯草杆菌表达的重组CGA1-76对镰刀菌、链格孢霉及白假丝酵母有明显的抑制作用。     

阿霉素损伤心肌细胞miRNA378与网腔钙结合蛋白、内质网应激的关系

目的：研究阿霉素损伤心肌细胞miRNA378与网腔钙结合蛋白（calumenin）、内质网应激相关性。方法：原代培养乳鼠心肌细胞分为6组：对照组、阿霉素组、miRNA378过表达对照组、miRNA378过表达组、miRNA378沉默对照组、miRNA378沉默组,采用免疫组化法检测细胞α-SMA蛋白;慢病毒质粒转染心室肌细胞,实时荧光定量PCR技术检测各组心肌细胞miRNA378、calumenin及葡萄糖调节蛋白78（GRP78） mRNA表达。结果：与阿霉素组相比较,miRNA378过表达组心肌细胞calumenin mRNA表达增加（P<0.01）,而GRP78 mRNA表达减少（P<0.01）;与阿霉素组相比较,miRNA378沉默组calumenin及GRP78 mRNA表达无统计学差异。结论：阿霉素损伤乳鼠心肌细胞是通过减少calumenin蛋白表达进而引起内质网应激,该作用通过上调miRNA378得到缓解。     

p75NTR-Fc融合蛋白在毕赤酵母中的表达、鉴定和活性分析

为在酵母细胞中表达出具有生物活性的p75NTR Fc融合蛋白 ,采用PCR方法分别扩增α因子 (α factor)和p75NTR Fc基因 ,经重叠PCR ,获得α factor p75NTR Fc基因 .DNA序列分析该融合基因后 ,插入pAO815载体并构建串联多拷贝表达载体pAO815 3α factor p75NTR Fc .重组质粒电转化酵母GS115细胞后摇瓶培养 ,1%甲醇诱导表达的融合蛋白经ProteinA亲和层析和SephadexG 10 0纯化 ,Western印迹、N末端测序进行蛋白质鉴定 ,ELISA及细胞培养进行生物活性分析 .SDS PAGE分析显示 ,表达产物以可溶性分子形式存在于培养上清中 ,诱导第 4d的表达量最高 ,占上清总蛋白 6 0 %以上 ,ProteinA纯化后有 2条蛋白带 ,免疫印迹分析这 2条蛋白带均能和抗p75及抗IgG抗体结合 ,N末端序列测定证实 1条为完整p75NTR Fc ,1条为其蛋白酶降解带 .ELISA等分析表明 ,p75NTR Fc能与NGF结合 ,p75NTR Fc能抑制NGF对PC12细胞的分化作用 .     

miRNA378*表达对柯萨奇B3病毒感染乳鼠心肌细胞凋亡、网腔钙结合蛋白、内质网应激伴侣蛋白表达的影响

目的：研究沉默miRNA378^*表达对柯萨奇B3病毒（CVB3）感染心肌细胞凋亡、内质网应激、网腔钙结合蛋白（calumenin）影响。方法：原代培养乳鼠心肌细胞分为：对照组（正常细胞）、柯萨奇病毒感染组（正常细胞+柯萨奇B3病毒）、miRNA378^*沉默对照组（正常细胞+柯萨奇B3病毒+转染miRNA378^*空质粒）、miRNA378^*沉默组（正常细胞+柯萨奇B3病毒+转染miRNA378^*沉默质粒）,各组细胞分别转染和感染处理后置37℃、CO₂培养箱中培养3 d。检测细胞α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、细胞凋亡率、网腔钙结合蛋白、葡萄糖调节蛋白78（GRP78）及内质网应激信号通路因子激活转录因子6（ATF6）、转录因子C/EBP同源蛋白（CHOP）的表达。结果：通过检测ɑ-SMA蛋白,证实分离乳鼠细胞为心室肌细胞。TUNEL法检测不同组心室细胞凋亡情况发现,柯萨奇病毒感染组心室肌细胞凋亡明显,与柯萨奇病毒感染组心肌细胞相比较,miRNA378^*沉默组心肌细胞凋亡细胞量明显减少。与柯萨奇病毒感染组比较,Calumenin表达减少（P<0.01）,而GRP78、ATF6、CHOP表达增加（P<0.01）。结论：CVB3病毒感染心肌细胞作用与miRNA378^*,引发内质网应激并激活信号通路因子,心肌细胞凋亡增加。     

弓形虫GRA6蛋白和P30蛋白的融合表达、纯化及抗原性分析

利用基因工程技术制备抗原性好的弓形虫GRA6蛋白和P30蛋白的融合蛋白,并用作抗原检测弓形虫抗体。根据弓形虫GRA6蛋白和P30蛋白的氨基酸序列,通过计算机分析,筛选出其中较强的抗原决定簇。用PCR方法分别扩增含抗原决定簇的基因片段。将这两个基因片段克隆至同一质粒pET28a(+)内,表达一个融合蛋白。将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),筛选表达该融合蛋白的工程菌。纯化表达的融合蛋白,用已知的6份抗弓形虫IgM阳性血清和大量正常人血清,ELISA法检测纯化融合蛋白的抗原性和特异性。获得了高效表达含弓形虫GRA6蛋白和P30蛋白抗原表位的工程菌,表达的融合蛋白约占菌体蛋白总量的25%。纯化获得了表达的融合蛋白,该蛋白有较好的抗原性和特异性。表达的弓形虫GRA6和P30融合蛋白可用做抗原检测弓形虫抗体,用于临床及孕妇检测,对优生优育有较大意义。