热激蛋白gp96免疫学功能及在主动免疫治疗肿瘤和传染病中的应用

热激蛋白gp96可特异性结合来源于肿瘤和病毒的抗原肽,与抗原呈递细胞表面CD91等受体作用进入胞内,并在内质网中将结合的抗原通过抗原呈递链呈递给MHCI类分子,激活特异性T细胞。同时,与细胞表面Toll样受体(TLR)TLR2、TLR4等相互作用,激活天然免疫。近期研究发现调节性T细胞(Treg)对gp96免疫功能有显著抑制作用,随着对影响gp96免疫功能的免疫抑制机制的深入了解,以及利用汉逊酵母表达有免疫活性的全长gp96蛋白体系的建立,gp96将在治疗肿瘤及传染性疾病中发挥更大的作用。     

热休克蛋白HSP70和gp96增强乙肝DNA疫苗的细胞和体液免疫应答

旨在以乙肝病毒 (HBV) 的主要结构蛋白-表面蛋白 (HBsAg) 和核心蛋白 (HBcAg) 作为抗原设计DNA疫苗,研究热休克蛋白HSP70和gp96作为新型免疫佐剂增强疫苗的细胞免疫和体液免疫水平。利用酶联免疫斑点实验、流式细胞内因子染色、3H-TdR实验、酶联免疫吸附实验技术分析,结果显示HSP70和gp96可使疫苗的细胞免疫水平提高1~6倍,提高体液免疫水平20％~60％。研究结果为设计以HSP70和gp96作为免疫佐剂的新型乙肝治疗性疫苗提供了依据。     

诱导免疫应答的肿瘤抗原

肿瘤抗原可以诱导机体的免疫应答,是肿瘤的免疫治疗中多肽疫苗的分子基础,近十年来发展起来的肿瘤疫苗筛选方法,利用肿瘤抗原特异性T细胞或抗体识别肿瘤抗原,为临床肿瘤免疫治疗提供了大量备选抗原分子。文中总结了肿瘤抗原的种类,及迄今几乎所有被证明的含有T细胞识别表位的抗原分子及其血清学反应性,为临床肿瘤疫苗的选择提供了依据。     

肿瘤细胞混合肽诱导特异性抗肿瘤免疫应答

采用细胞冻融、加热沉淀及酸处理等基本生化技术, 从肿瘤细胞中获取混合 肽; 将热休克蛋白70与肽体外结合, 观察热休克蛋白70-肽复合物对小鼠脾淋巴细胞的激活增殖作用以及增殖的淋巴细胞对瘤细胞的特异性杀伤作用, 并运用流式细胞仪分析增殖的淋巴细胞类型; 分别通过对腹腔和腿部肌肉接种了H22肝癌细胞的BALB/c小鼠进行热休克蛋白70-H22抗原肽复合物免疫注射, 观察小鼠肿瘤的抑制和荷瘤小鼠的生存期情况. 另外, 对免疫的小鼠采血进行肝、肾功能检测. 结果显示, 获取的混合肽中含有肿瘤特异的抗原肽, 其经热休克蛋白提呈后, 体外可刺激淋巴细胞活化增殖, 增殖的淋巴细胞为T淋巴细胞, 对肿瘤细胞有特异性细胞毒效应, 体内对腹水型和实体瘤型肿瘤的生长均可产生显著抑制作用, 同时延长荷瘤小鼠的生存期, 并且这种体内免疫对小鼠肝肾功能不产生影响, 不会引发自身免疫反应.     

CD133表位联合热休克蛋白佐剂疫苗引发抗白血病的免疫应答

肿瘤干细胞具有肿瘤形成、自我更新和抗化疗的特性,因而受到广泛关注和研究。CD133作为重要的肿瘤干细胞标志物与肿瘤细胞的干性与恶性密切相关。本研究筛选并且鉴定了CD133的3个H2-Kd限制性的细胞毒性T细胞 (CTL) 的表位,分别是CD133419–428、CD133702–710和CD133760–769。将重组热休克蛋白gp96为佐剂联合CD133表位制备表位疫苗,将疫苗免疫CD133+白血病移植的小鼠后引发抗肿瘤的特异性T细胞免疫应答。转输CD133表位特异的T细胞同样可以抑制小鼠淋巴瘤的生长。该研究为设计抗CD133+的白血病和其他肿瘤的表位疫苗提供了依据。     

电转联合热休克蛋白佐剂疫苗引发抗HBV的免疫应答

针对HBV感染的治疗性DNA疫苗虽然具有很好的应用前景,但目前抗病毒效果并不高,表明在病毒长期感染过程中存在免疫抑制机制。以HBV的表面蛋白(HBsAg)和核心蛋白(HBcAg)为DNA疫苗抗原,采用gp96和HSP70作为佐剂联合电转以提高疫苗的活性。将gp96为佐剂的HBsAg/HBcAg DNA疫苗免疫HBV转基因鼠后引发抗原特异性的细胞免疫和体液免疫应答。使用gp96和HSP70佐剂引起Treg下调20%。与没有免疫的小鼠相比,以gp96和HSP70为佐剂的DNA疫苗显著降低血清中病毒S抗原水平和DNA拷贝数,大幅降低小鼠肝脏中HBc的表达。该研究为设计以gp96为佐剂的乙肝治疗性DNA疫苗提供了依据。     

热休克蛋白gp96作为抗原载体的研究进展

gp96是存在于真核生物细胞内质网中的分子量约为96kD的热休克蛋白(又称GRP94)。它属于HSP90家族,是胞质HSP90的旁系同源蛋白。研究证实从小鼠肿瘤组织中分离的gp96注射小鼠后,可使小鼠获得针对该肿瘤细胞的特异细胞免疫力。随后发现这种特异性免疫不是由gp96引起,而是由其结合的小肽诱发。gp96受体的发现给这种现象的解释提供了线索。人们提出了多种假说来解释这种现象,其中一些得到了广泛的支持。另外,gp96还参与免疫调节过程。完全了解gp96在免疫系统中的作用机制对开发新型药物如肿瘤和病毒感染治疗性疫苗具有重要意义 。     

p53转染黑色素瘤细胞修饰的树突状细胞疫苗体外抗肿瘤作用的研究

利用野生型p53质粒转染黑色素瘤B16细胞,反复冻融法提取p53修饰的肿瘤抗原(p53-Ag),将抗原体外冲击同基因小鼠骨髓来源的树突状细胞(dendritic cells,DC)制备特异性DC肿瘤疫苗;观察DC诱导的淋巴细胞增殖反应和细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocytes,CTL)对黑色素瘤细胞的细胞毒效应,分析其诱导肿瘤抗原特异性免疫应答的机制。结果显示,p53-肿瘤抗原冲击的DC可显著刺激淋巴细胞增殖,其诱导的CTL效应对肿瘤细胞也有很好的杀伤效果。     

肿瘤抗原基因转染的DC疫苗研究进展

树突状细胞是机体内最重要、功能最强的专职抗原递呈细胞,是抗肿瘤免疫的最好佐剂。将不同形式肿瘤抗原负载的DC制成疫苗,可以在体内诱导特异性杀伤性T细胞（CTL）的生成,激发人体有效的特异性抗肿瘤免疫功能。其中肿瘤抗原原因转当的DC疫苗具有很多独特的优点,可望作为一种新型肿瘤疫苗用于肿瘤的防治。本文主要就其作用特点、体内应用的可行性及抗肿瘤作用效果的实验研究进展等方面作一综述。     

肿瘤基因疫苗的研究进展

基因疫苗技术自从20世纪90年代问世以来被迅速应用到传染病、免疫缺陷、肿瘤等重大疾病的预防和治疗的研究中,有一部分已经进入临床试验阶段.肿瘤基因疫苗可以打破免疫耐受,增强免疫原性,诱导机体产生针对肿瘤的体液和细胞反应,既有预防又有治疗肿瘤的作用.能够防治肿瘤的基因疫苗发展迅猛,主要包括与肿瘤相关抗原（TAAs）有关的全长、表位、独特型（Id）和融合DNA疫苗,能够自主复制的RNA疫苗,与树突细胞（DCs）相关的肿瘤基因疫苗等.肿瘤基因疫苗的分子作用机制及其存在的弊端也日益成为关注的问题.     

N-糖基化修饰对热休克蛋白gp96免疫学功能的影响

文中旨在以N-糖基化位点突变的重组热休克蛋白gp96为对象,研究N-糖基化修饰对其免疫功能的影响。首先利用昆虫表达系统表达野生型和突变型gp96蛋白,并检测其糖基化水平。进一步通过体外和体内实验,利用流式细胞术和酶联免疫吸附试验 (Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA) 检测小鼠CD8+IFN-γ+ T细胞亚群和IFN-γ的分泌,查明糖基化对gp96抗原呈递功能的影响,进一步用ATPase试剂盒检测gp96的ATPase活性。最后通过小鼠免疫实验探究糖基化对gp96疫苗佐剂功能和活化流感疫苗特异性T细胞的影响。结果显示,N-糖基化修饰位点突变后,重组gp96蛋白总含糖量下降了27.8%。与野生型重组蛋白相比,突变gp96的抗原呈递能力减弱,同时ATPase活性明显降低。同时与野生型重组gp96相比,突变gp96佐剂活化流感疫苗特异性T细胞水平也明显减少。这些结果表明,N-糖基化修饰参与调节gp96的ATPase活性和抗原呈递功能,进而影响其疫苗佐剂功能,为开发基于gp96的佐剂疫苗提供了依据。     

热休克蛋白gp96在恶性肿瘤中的研究进展

热休克蛋白90B1又称为糖蛋白96 (gp96). gp96属于热休克蛋白90家族,是一种高度保守且普遍存在的糖蛋白.作为一种内质网蛋白,gp96在维持内质网稳态、内质网应激、钙稳态等方面起着重要的调控作用,这些调控网络在肿瘤的发生发展过程中起着重要的作用. gp96作为分子伴侣在稳定和激活客户蛋白等方面有众多报道,其中包括HER2、整合素和Toll样受体等多个客户蛋白.大量研究表明,gp96在肝癌、乳腺癌、胃癌等不同类型的肿瘤中高表达,并在肿瘤的生长、侵袭和转移等方面起着重要的作用.本文从gp96的基本结构和功能及其在肿瘤发生发展中的作用等方面进行综述,并着重阐述细胞膜gp96相关的研究进展.最后,重点介绍基于胞膜gp96结构所设计的选择性小分子抑制剂、抗体和多肽等药物在肿瘤靶向治疗中的潜在应用.     

热休克蛋白HSP70和gp96在抗病毒感染中的作用

热休克蛋白(HSP)是一组在进化上高度保守、具有重要生理功能的蛋白质家族,是生物在应激条件下产生的一种非特异性防御产物,在调节免疫应答和抗病毒反应中起重要作用。现简要介绍HSP70、gp96(HSP96,GRP94)这两种HSP与病毒感染的关系及在抗病毒感染中的作用。     

Adjuvant activity of GP96 C-terminal domain towards Her2/neu DNA vaccine is fusion direction-dependent

The Her2 is one of tumor-associated antigens (TAA), regarded as an ideal target of immunotherapy. DNA encoding full-length or truncated rat Her2/neu have shown protective and therapeutics potentials against Her2/neu-expressing mammary tumors. However, the efficacy of active vaccination is limited since Her2 is a self-tolerated antigen. Hence, new strategies are required to enhance both the quality and quantity of the immune response against Her2-expressing tumors. Many studies have used Her2/neu gene with cytokine or other molecules involved in regulation of immune response to enhance the potency of Her2/neu DNA vaccines. Some studies fused adjuvant gene to C-terminal domain of Her2/neu gene, while others fused the adjuvant gene N-terminally to Her2/neu gene, but no comparison on how direction of fusion could affect efficiency of DNA vaccine has ever been made. Based on previous reports demonstrating potent adjuvant activity of gp96 C-terminal domain, we chose it as adjuvant. The aim of this study was to investigate if direction of fusion could affect adjuvant activity of gp96 C-terminal domain or potency of Her2/neu DNA vaccination. To do so, we fused C-terminal domain of gp96 to downstream or C-terminal end of transmembrane and extracellular domain (TM+ECD) of rat Her2/neu and resultant immune response to DNA vaccination was evaluated. The results were compared with that of N-terminally fusion of gp96 C-terminal domain to TM+ECD of rat Her2/neu. Our results revealed that adjuvant activity of gp96 C-terminal domain is enhanced when fused N-terminally to TM+ECD of rat Her2/neu. It suggests that adjuvant activity of gp96 C-terminal domain towards Her2/neu is fusion direction-dependent.     

小鼠热休克蛋白gp96羧基端片段的克隆、表达及纯化

热休克蛋白(Heat shock protein)gp96(Grp94)是近年来新发现的一类糖蛋白,除了分子伴侣的功能外,现有越来越多的献报道了它在先天性免疫和获得性免疫中的重要作用。gp96可以促进抗原呈递细胞的成熟以及细胞因子的分泌。热休克蛋白抗原肽复合体可以引起特异性的细胞毒T淋巴细胞效应,应用这个特点可以设计抗病毒及抗肿瘤药物。但是gp96全长分子量大,蛋白在大肠杆菌中表达量低,不稳定,难纯化。组织提取的gp96又受组织来源和样品量的限制。对gp96的结构和功能的研究带来困难。克隆并表达了小鼠热休克蛋白gp96的羧基端560．751aa约四分之一长的功能片段,该段包含gp96的一个肽结合区和二聚化位点。将该功能片段在大肠杆菌中进行融合表达,纯化后将融合的片段切掉,并对目的片段进行了分析,结果表明该段可能是形成二聚体密切相关的片段,为进一步研究其结构和功能打下基础。     

毕赤酵母表达gp96-scFv抗体及生物活性测定

旨在利用毕赤酵母分泌表达gp96-scFv抗体,纯化后得到能特异性结合gp96抗原的小分子抗体片段(scFv)。根据gp96-scFv抗体基因序列,合成gp96-scFv抗体基因序列,将gp96-scFv抗体序列克隆到毕赤酵母表达质粒pPICZα-A,线性化的重组表达载体电转化到毕赤酵母X33,甲醇诱导目的蛋白表达,通过亲和层析法纯化目的蛋白,并以SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定。通过Western blotting、Immunofluorescence、ELISA、FACS方法对gp96-scFv抗体的生物活性进行了检测。结果成功地构建了分泌表达抗gp96蛋白scFv抗体的毕赤酵母菌,每升毕赤酵母菌培养上清经纯化可获约50 mg gp96-scFv抗体,所获抗体其分子量大约为15 kDa,具有与gp96抗原特异性结合的活性。本研究通过毕赤酵母菌成功表达了gp96-scFv抗体,生物活性Western blotting、Immunofluorescence、ELISA、FACS分析表明该抗体能特异性结合gp96。     

PEG修饰有效提高热休克蛋白gp96抑制性多肽抗乳腺癌的功能

乳腺癌是女性恶性肿瘤中发病率最高的肿瘤,严重威胁女性生命健康。其中三阴性乳腺癌因其特殊的生理学特点,成为乳腺癌中预后最差的亚型,因此急需寻找新的靶点进行治疗来提高患者预后及生存率。多项研究表明,热休克蛋白gp96在多种癌细胞的膜表面过表达,且胞膜gp96与乳腺癌的恶性程度与不良预后密切相关,因此其可能是乳腺癌治疗的新靶点。前期研究根据gp96的结构,开发一种靶向胞膜gp96 ATP结合区的α螺旋肽p37。虽然p37多肽作用位点专一,但其在体内容易被降解,因此本研究将多肽的N端或C端分别偶联PEG₂₀₀₀或PEG₅₀₀₀,得到4个具有抑瘤功能的PEG多肽：mPEG₂₀₀₀CY、mPEG₅₀₀₀CY、mPEG₂₀₀₀LC和mPEG₅₀₀₀LC。它们可以抑制乳腺癌细胞SK-BR-3的增殖和侵袭,其中抑制效果最明显的是mPEG₂₀₀₀CY。经测定,mPEG₂₀₀₀CY在体内的半衰期较多肽p37明显延长,且有效抑制三阴性乳...     

Development of a novel method to evaluate sialylation of glycoproteins and analysis of gp96 sialylation in Hela,SW1990 and A549 cell lines

Background

Glycoproteins play a critical role in the cellular activities of eukaryotes. Sialic acid is typically the outermost monosaccharide of glycolipids and glycoproteins, and is necessary for normal development.

Results

A strategy based on avidin–biotin affinity was established to enrich sialylated glycoproteins from HeLa cervical carcinoma, SW1990 pancreatic adenocarcinoma, and A549 lung adenocarcinoma cells. Using HPLC–MS/MS, western blot, real-time PCR, and enzyme-linked immunosorbent assay, gp96 was identified in all three cell lines. No significant difference in the protein expression of gp96 was detected at the whole cell level, but the amount of biotinylated gp96 in SW1990 cells was 30–40 % lower than that in A549 and HeLa cells, and the amount of sialylated gp96 in SW1990 cells was 30 % lower than that in A549 and HeLa cells. Immunoblotting results showed that the expression of sialyltransferase proteins in the total cell lysates from HeLa and A549 cells were higher than that in SW1990 cells.

Conclusions

We established a new method for investigating the expression and sialylation of glycoproteins using metabolic labeling, click chemistry, and avidin–biotin affinity. We successfully used this method to purify sialylated glycoproteins from cancer cell lines. Our results showed that the levels of gp96 sialylation varied across different cancer cell lines, and this may be because of differences in sialyltransferase expression.