人α-半乳糖苷酶、α-1,2-岩藻糖转移酶cDNA序列转染克服异种移植超急性排斥反应

半乳糖α 1,3 半乳糖抗原是引起异种器官移植超急性排斥反应 (hyperacuterejection ,HAR)的主要抗原 .α 半乳糖苷酶和α 1,2 岩藻糖转移酶基因可以以不同的方式降低半乳糖α 1,3 半乳糖抗原在内皮细胞表面的表达量 .将人α 半乳糖苷酶基因和α 1,2 岩藻糖转移酶基因单独或连接在一起导入猪血管内皮细胞PEDSV .15中 ,检测细胞表面的抗原及异种天然抗体对细胞杀伤作用 .结果表明α 半乳糖苷酶基因可以将猪血管内皮细胞表面的半乳糖α 1,3 半乳糖抗原清除 74 13%,而α 1,2 岩藻糖转移酶基因也可以清除 4 7 75 %的细胞表面异种抗原 ,但二者都不能达到完全清除的目的 .当α 半乳糖苷酶和α 1,2 岩藻糖转移酶双基因在内皮细胞内共表达时 ,则可以基本清除半乳糖α 1,3 半乳糖抗原 .抗原的减少也可以相应地减弱内皮细胞对异种天然抗体介导的杀伤作用的敏感性 ,尤其是双基因共表达时细胞基本不被杀伤 .结果表明 ,α 半乳糖苷酶基因和α 1,2 岩藻糖转移酶基因可以有效地清除血管内皮细胞表面的半乳糖α 1,3 半乳糖抗原 ,克服HAR的发生 ,为下一步进行动物实验 ,探讨克服异种移植HAR提供了技术途径     

人α-半乳糖苷酶转导克服异种移植HAR的小鼠实验研究

α 半乳糖苷酶可以特异地清除半乳糖α 1,3 半乳糖抗原 (Galα1,3Galantigen) ,此抗原是引起异种器官移植超急性排斥反应 (HyperacuteRejection ,HAR)的主要异种抗原 .将构建好的α半乳糖苷酶转基因载体通过显微注射的方式注入小鼠受精卵 ,培育出了转基因小鼠 .结果表明 ,转基因小鼠的心、肝、肾、脾、肺组织中均有人α 半乳糖苷酶基因的表达 ,其表达可以有效减少小鼠器官表面Galα1,3Gal抗原的表达水平 ,可以降低转基因小鼠脾细胞对补体介导的杀伤作用的敏感性 .研究表明人源α半乳糖苷酶基因可用于研制不表达Galα1,3Gal抗原的转基因动物 ,从而可以降低异种器官移植HAR的反应强度 ,提高移植物的存活期     

表达人α-1，2-岩藻糖苷转移酶、衰变加速因子和CD59基因的转基因小鼠的建立及其抗异种移植排斥反应的研究

在进行非协调性异种器官移植时,目前已经证实表达人α-1,2-岩藻糖苷转移酶（HT）或者补体调节蛋白的供体动物器官均可以部分克服超急性排斥反应．本文的研究目的是探讨是否共表达人HT和补体调节蛋白（衰变加速因子与CD59）的转基因小鼠的外周血单核细胞能更有效的克服异种移植排斥反应．利用受精卵显微注射技术建立转人HT,DAF和／或CD59基因的小鼠动物模型,流式细胞技术筛选表达不同基因的转基因小鼠．将小鼠的外周血单核细胞与15％的人血清共孵育,检测细胞表面天然抗体的沉积、补体的激活以及黏附分子的表达等．三种目的基因均可以在转基因小鼠体内表达,并且HT基因的表达显著减少了引起异种移植排斥反应的主要抗原半乳糖α-1,3-半乳糖（α—Gal）的表达．功能实验表明,与单一目的基因表达的转基因小鼠相比,共表达HT／DAF或HT／CD59的转基因小鼠的外周血单核细胞对抗人血清介导溶破细胞的能力显著增强．而且三基因共表达的外周血单核细胞对抗人血清介导溶破细胞的能力最强,可以克服超急性排斥反应并且可以减少黏附分子的表达．高水平表达人HT,DAF和CD59基因的转基因小鼠可以完全克服异种器官移植超急性排斥反应并且可以部分克服急性血管排斥反应．本研究表明,表达三种基因的转基因小鼠的器官异种移植时存活时间可以显著延长,对异种移植来说也许是更合适的选择．     

中国版纳小型猪近交系动脉异种移植靶抗原研究

目的　研究中国版纳小型猪近交系动脉的异种靶抗原α -Gal的分布和半定量分析 ,为研究异种移植超急性排斥反应和异种生物材料提供资料。方法　通过亲和免疫组织化学法和图象分析对 10头版纳小型猪的四级动脉进行α Gal的分布和半定量研究。结果　 (1)各级血管组织中血管内皮细胞阳性表达明显 ,弹性纤维、胶原纤维和平滑肌细胞未见表达 ,外膜有微弱表达 ;(2 )图象分析显示 ,管径越细 ,其内皮细胞的表达越高 (P <0 .0 1) ,各级动脉内皮细胞阳性表达的面积密度比的组间差异显著 (P <0 .0 1) ,t检验发现每两组间的动脉内皮细胞阳性表达面积密度比相差显著 (P <0 .0 1)。结论　 (1)版纳小型猪动脉内皮细胞均有异种抗原α Gal分布 ,但是分布不均匀 ;(2 )微血管血栓是异种移植超急性排斥反应中的重要环节 ,小型猪的异种器官移植、彻底解决异种移植超急性排斥反应的关键是防治微血管栓塞     

绿色荧光蛋白在α-1,3半乳糖基转移酶敲除猪组织器官的表达分析

猪是人类异种器官移植的理想供体,然而猪-人的异种器官移植会产生剧烈的排斥反应。虽然已制备的α-1,3半乳糖基转移酶基因敲除（Galactosyltransferase gene knockout, GTKO）猪可有效缓解猪-人异种器官移植引起的超急性免疫排斥,但缺少报告基因直观示踪移植后的细胞迁移及器官排斥状态。本文将CAG启动子驱动增强型绿色荧光蛋白（Enhanced green fluorescent protein, EGFP）的表达载体导入GTKO猪耳成纤维细胞,通过体细胞核移植技术制备了EGFP猪。利用双荧光蛋白观测镜、荧光显微镜及定量PCR扩增观察、检测和分析克隆猪各组织器官中EGFP蛋白和转录本的表达状况。结果显示,EGFP蛋白及转录本在克隆猪各组织器官中均有表达,但在肝脏和中枢神经系统中表达较弱。本文成功获得了各组织器官表达EGFP的GTKO猪,为EGFP示踪异种细胞组织移植奠定了基础。     

绿色荧光蛋白在α-1,3半乳糖基转移酶敲除猪组织器官的表达分析

猪是人类异种器官移植的理想供体,然而猪-人的异种器官移植会产生剧烈的排斥反应。虽然已制备的α-1,3半乳糖基转移酶基因敲除(Galactosyltransferase gene knockout,GTKO)猪可有效缓解猪-人异种器官移植引起的超急性免疫排斥,但缺少报告基因直观示踪移植后的细胞迁移及器官排斥状态。本文将CAG启动子驱动增强型绿色荧光蛋白(Enhanced green fluorescent protein,EGFP)的表达载体导入GTKO猪耳成纤维细胞,通过体细胞核移植技术制备了EGFP猪。利用双荧光蛋白观测镜、荧光显微镜及定量PCR扩增观察、检测和分析克隆猪各组织器官中EGFP蛋白和转录本的表达状况。结果显示,EGFP蛋白及转录本在克隆猪各组织器官中均有表达,但在肝脏和中枢神经系统中表达较弱。本文成功获得了各组织器官表达EGFP的GTKO猪,为EGFP示踪异种细胞组织移植奠定了基础。     

用噬菌体展示筛选Gal-α-1,3-Gal的模拟肽

猪心移植是解决心脏移植供体少的有效方法.由于猪心血管内皮细胞表面抗原半乳糖-α-1,3-半乳糖（Gal-α-1,3-Gal）,能与人体内预存的天然抗体结合产生超急性排斥反应（HAR）,而无法应用于临床.为了解决这一难题, 应用噬菌体展示技术,筛选出一个能与抗B型血单克隆抗体（mAB anti-B) 特异性结合的阳性噬菌体克隆,应用酶联免疫吸附测定(ELISA)和竞争性ELISA结果表明,所获得的阳性噬菌体克隆能特异性地与mAB anti-B结合,并且这种结合可被蜜二糖（具有Gal-α-1,6-Glc的结构)所竞争抑制.由此推测,筛选到的噬菌体阳性克隆很可能就结合在蜜二糖与mAB anti-B结合的位点.同时,进行了阳性噬菌体克隆的抑制猪红细胞凝集活性试验,试验结果表明,此阳性克隆不仅可抑制Gal-α-1,3-Gal与抗体的结合, 也可抑制Gal-α-1,3-Gal与西非单叶豆凝集素（GS-I-B4）的结合.此噬菌体阳性克隆测序后,得小肽序列为CCWLLRQPVRFVRSIRS.鉴于以上的结果,认为此小肽可以作为Gal-α-1,3-Gal的模拟肽,同时有望开发成抗猪器官异种移植超急性排斥反应的新药.     

作用于种属差异性表位的细菌α-半乳糖苷酶(EmGalase)的鉴定和研究

对脑膜炎败血伊丽莎白金菌进行糖苷酶功能基因组分析发现,该菌存在一个GH27家族α-半乳糖苷酶基因。克隆该基因并表达蛋白后,利用人工合成的pNP底物研究其酶学性质,发现该酶具有α连接的半乳糖(α-galactose,α-Gal)底物特异性,酶反应pH为3.0~8.0,反应温度为4~45 ℃。用不同寡糖底物进一步确定,该酶能够酶切直链末端α-1,3、1,4、1,6Gal。在猪红细胞上进行的酶切实验显示,该酶能够高效清除存在于猪红细胞表面的末端Gal α 1-3Gal表位。末端α-半乳糖基化修饰在免疫与感染中发挥着重要的生物学作用,作用于种属差异性表位的细菌α-半乳糖苷酶的发现将为该领域的研究提供一个新的工具,为缓解异种输血中的超急性免疫排斥反应提供一种可能。     

转基因猪异种器官移植应用前景

转基因猪能为人类提供可移植的异种器官,解决移植器官短缺的问题.但是,异种移植后产生的免疫排斥反应,主要包括超急性排斥反应和迟发性排斥反应,它们最终将导致移植物的致命损伤,是限制异种器官广泛应用的最大障碍.最近的一些研究,在克服免疫排斥方面已经取得了可喜的成果.作为异种器官供体,猪携带的内源性逆转录病毒也可能对人体产生潜在的威胁.迄今,还没有研究证明其不会感染人类机体.本文针对异种器官移植后的免疫排斥发生的机理,克服免疫排斥的方法以及逆转录病毒的潜在感染等方面进行了综述和讨论.     

五指山小型猪单个核细胞表面α Gal抗原表达差异的分析

利用猪的器官为挽救脏器终末衰竭病人而进行的异种移植是有效救治病人的途径之一.由于猪细胞表面存在的α1,3半乳糖会引起超急性免疫排斥反应,导致移植器官最终被移植受体排斥.除人类和旧大陆猴外,所有哺乳动物细胞表面都有αGal半乳糖表达,但个体间表达量存在显著差异.为研究近交系五指山小型猪细胞表面α1,3半乳糖表达的个体差异,本实验利用FITC-isolectin进行荧光标记,通过流式细胞术以及激光共聚焦分析,对14例5月龄猪样本外周血单个核细胞表面的α1,3半乳糖水平进行检测.利用猪肾上皮PK15细胞确定FITC-isolectin标记的最适浓度为25ng/μl(细胞标记效率大于85%).结果显示,14头猪外周血单个核细胞表面α1,3半乳糖的表达差异范围在1.25～2.09倍之间,远低于普通非近交系猪的个体差异.本研究为利用近交系五指山小型猪作为异种器官移植的研究材料提供了基础数据.     

异种移植中Galα(1,3)Gal抗原的研究近况

同种异体组织和器官移植物供体来源有限,使得异种移植再度成为移植领域的研究热点。异种移植的主要障碍是人体内存在的天然抗体与移植物表面含有α1,3半乳糖残基[Galα(1,3)Gal,αGal]的抗原结合,激活补体系统和炎症反应,导致超急性移植排斥反应(HAR)的发生,使移植物失活。除人类和旧世纪猴外,其它所有哺乳动物的体内都含有αGal抗原,该抗原是由一组具有Galα(1,3)Gal双糖末端的糖蛋白或糖脂组成的,它的形成依赖于α1,3半乳糖基转移酶(αGT)的催化。目前,针对αGal抗原克服超急性移植排斥反应的方法主要有如下几种：(1)酶处理去除内皮细胞表面的αGal抗原;(2)物理化学方法去除人体血浆中存在的特异性天然抗体;(3)基因工程方法改造表达催化αGal抗原形成的相关酶基因,从而影响该抗原的表达。     

α-半乳糖苷酶清除猪细胞表面的α-Gal抗原

目的:探讨脆弱类杆菌来源的基因重组α-半乳糖苷酶清除猪细胞表面α-Gal抗原的作用。方法:用不同浓度的α-半乳糖苷酶酶解猪红细胞、猪胚肾细胞PK15、猪睾丸细胞ST和原代培养的猪成纤维细胞上的α-Gal抗原,酶解温度为26℃,作用时间为2 h;用25μg/m L的FITC-IB4凝集素标记酶解前后的细胞,采用流式细胞仪检测细胞表面α-Gal抗原的清除率。结果:流式细胞检测结果表明,不同组织来源的猪细胞表面的α-Gal抗原的表达量明显不同,所需酶的剂量也不同,但其表面的α-Gal抗原均能被α-半乳糖苷酶清除。结论:脆弱类杆菌来源的α-半乳糖苷酶可以清除猪细胞表面的α-Gal抗原,提示该酶对降低异种移植引起的超急性排斥反应有重要意义。     

异种移植中转基因动物技术应用的现状

超急性排斥反应一直是异种移植中的主要障碍,转基因技术为跨越这一障碍发挥了重要作用,转基因技术克服超急性排斥反应的主要技术策略有：利用抗补体基因插入技术创建转基因猪,供体抗原遗传修饰和受体基因治疗。     

猪异种器官移植的人源化修饰

利用猪的器官来解决当前人源器官严重短缺,为解决移植器官短缺的可行的途径。用定向基因转移(gene targeting)手段,直接并准确地对α-1,3半乳糖苷转移酶（α-1,3GT）基因进行同源重组,使α-1,3GT失活,再结合猪体细胞克隆技术,对其进行人源化改造,减弱或消除排异反应。除对2-1.3GT进行基因定向修饰外,阻断由异种器官移植而激活的人类补体的串联反应是猪异种器官人源化修饰的另一途径。然而,猪内源性逆转录病毒（porcine endogenous retrovirus,PERV）造成的公共卫生问题,给异种器官移植的前景投下了阴影。因此,即要剔除导致人类排异反应的猪细胞表面的α-1,3GT及其相关的分子, 又要确保猪器官异种移植的安全性, 是尚待研究的重大课题。 Abstract:Xenotransplantation (XP) from pig into human has been considered as means to overcome the great lack of donor organ available in transplantation surgery.In order to weaken rejection between human and pig,approaches of gene targeting have been proposed to eliminate “ rejection gene”α-1,3GT from porcine cells directly and accurately.α-1,3GT knockout pigs can be produced by nuclear transfer cloning with the porcine cells(knocking out α-1,3GT).Besides the genetic modification of α-1,3GT in porcine cells,there is another technical way to interdict activity of complement in series for human by XP.However,porcine endogenous retroviruses (PERV) during XP has been thought to not be negligible in being transmitted with the xenograft to the human recipient.Therefore,it is importance task that we should not only knockout α-1,3GT and relative molecules from pigs,but also ensure safety in public health of XP from PERV.     

用于B→O血型改造的不同α-半乳糖苷酶的比较

α 半乳糖苷酶因可水解人B型红细胞表面的α 半乳糖残基 ,使B抗原结构变成O抗原结构 ,而成为B→O血型改造的工具酶 .对可能具有酶解B抗原活性的 3种α 半乳糖苷酶 ,即来源于大豆、咖啡豆和人的α 半乳糖苷酶的结构和功能进行了比较研究 .首先 ,利用序列分析工具对 3种酶蛋白的一级结构和特性进行了比较 ;随后 ,将编码大豆和人的α 半乳糖苷酶的cDNA克隆入毕赤酵母中进行表达 ,对筛选所得表达菌株进行诱导培养 ,并从培养上清中纯化重组的大豆和人α 半乳糖苷酶 ;分别测定大豆、咖啡豆和人α 半乳糖苷酶的生物化学性质以及它们的底物特异性 ;最后 ,以纯化的重组酶对人B型红细胞进行酶解 ,并测定酶解后红细胞的结构与功能 .结果表明 ,人源的α 半乳糖苷酶不适于酶解B抗原 ,而大豆来源的α 半乳糖苷酶不仅可作为B→O血型改造的工具酶 ,而且比咖啡豆来源的α 半乳糖苷酶更具优势     

人类β-1,4-半乳糖苷转移酶基因家族中1个新成员的克隆与表达谱分析

应用从EST出发克隆基因家族新成员的策略 ,在人类睾丸组织cDNA文库中分离出 1个新的全长cDNA片段 ,它编码的蛋白产物与 (UDP 半乳糖苷 :N 乙酰基葡萄糖胺 )半乳糖苷转移酶 (GalT)有较高的同源度 .分析表明 ,在其 2 173bp的序列中含有 1个长 10 3 2bp的开放读框 ,编码 3 44个氨基酸 .基于该基因与半乳糖苷转移酶基因家族各成员的同源关系 ,尤其是与G .gallus β 1,4 半乳糖苷转移酶Ⅰ型(CKⅠ )的关系密切 ,这个基因的蛋白产物被命名为人类 β 1,4 半乳糖苷转移酶同源蛋白Ⅰ型 .Northern杂交发现它在被检测的人体 16种组织中均有表达 ,但丰度各异 .通过与含人单条染色体的人 /啮齿类的杂种细胞DNA进行Southern杂交 ,证明该基因位于 3号染色体上 .     

转基因猪提供移植器官

美国明尼苏达大学的研究者们提出了一个设想:生产基因工程猪作为人类器官移植的器官供体.目前,移植器官的人类供体不足,并且很难找到匹配的器官.这就是说许多需要进行器官移植的患者,将得不到器官. 为了食用已大量繁殖动物,所以用饲养动物作为器官供体在道德问题上可能不会有争议.根据动物的大小及可用性,最适合的动物可能是猪. 在进行上述手术之前,必须解决因排异反应产生的问题.人:人移植也会引起一些排异反应,但通常可用药物加以解决.然而在异种移植体上会发生更严重的超急性排斥反应,被移植的器官将遭到人免疫系统非常强烈的攻击,几小时内该器官被破坏,以致于失去正常的功能.     

异种器官移植中的补体系统

异种器官作为器官移植的供体显示出很大的潜力。但是,异种器官移植中出现的超急性排斥反应是当前将其应用于临床的最大障碍。补体系统在超急性排斥反应中发挥了重要的作用。通过抑制补体系统的活性,可以达到延长移植物生存时间的目的。通过转基因的方法,使人的补体调节蛋白基因在供体体内表达,则可能从根本上抑制超急性排斥反应的发生。     

广西巴马小型猪α-1,3-半乳糖转移酶基因RNAi载体构建与检测

α-1,3-半乳糖转移酶基因(α-1,3 GT)在异种器官移植中的免疫排斥反应有重要的作用,本研究旨在构建α-1,3-半乳糖转移酶基因的干扰载体,在m RNA和蛋白质水平鉴定并筛选出干扰效果最佳的序列。根据巴马小型猪GGTA1基因CDS序列,设计合成3对特异性单链si RNA序列以及一对阴性序列,构建GGTA1 RNA干扰载体分别命名为p LLU2G-sh GGTA1-1、p LLU2G-sh GGTA1-2、p LLU2G-sh GGTA1-3和p LLU2G-sh GGTA1-NC。将构建好的载体分别转染转染PK15细胞,通过q RT-PCR和Western blot检测GGTA1 m RNA及其蛋白的相对表达量。结果显示本研究成功构建了3个重组RNAi表达载体,与转染p LLU2G-NC和空白组相比,p LLU2G-sh GGTA1-1、p LLU2G-sh GGTA1-2和p LLU2G-sh GGTA1-3转染组的GGTA1 m RNA和蛋白表达量均明显下降,对m RNA表达的抑制效率分别为85.02%、86.05%和83.85%。本研究成功获得有效抑制广西巴马小型猪GGTA1基因表达的RNAi载体,为下一步生产沉默GGTA1基因广西巴马小型猪奠定基础。