炭疽毒素及其细胞受体的研究进展

炭疽毒素由 3种蛋白组成 :保护性抗原 (protectiveantigen ,PA)、致死因子 (lethalfactor,LF)和水肿因子 (edemafactor ,EF) .综述炭疽毒素研究的最新进展 .主要介绍炭疽毒素的关键致病因子———LF的结构与功能 ,炭疽毒素膜转运成分PA的结构及其受体 (anthraxtoxinreceptor ,ATR)和其cDNA克隆的结构 ,并讨论了在炭疽的治疗、预防和毒素在肿瘤治疗中的可能应用 .     

细胞自噬与炭疽致死毒素的相互作用

目的：研究炭疽致死毒素在巨噬细胞中引起细胞自噬现象以及细胞自噬对炭疽致死毒素毒性的影响。方法：采用电子显微镜观察、单丹磺酰尸胺（MDC）荧光染色、Western印迹检测研究炭疽致死毒素作用后的巨噬细胞;采用MTT法检测细胞自噬对炭疽致死毒素毒性的影响。结果：采用以上3种方法,在巨噬细胞J774A.1中均可检测到细胞自噬现象;通过诱导或抑制细胞自噬,分别提高或降低了炭疽致死毒素的半数致死浓度。结论：炭疽致死毒素在巨噬细胞内能引起细胞自噬现象;细胞自噬能减弱炭疽致死毒素对巨噬细胞的毒性。     

炭疽受体CMG2-Fc 融合蛋白在CHO 细胞中的表达、纯化与鉴定

目的:构建炭疽受体CMG2和人IgG1 Fc片段融合基因载体,转染CHO细胞并通过毒素中和试验检测CMG2-Fc拮抗炭疽毒素(PA+LF)的能力。方法:将含有CMG2胞外区1-217AA片度基因和人IgG1的Fc片段基因共同连接入pcDNA3.1载体转染CHO细胞并筛选高表达CMG2-Fc的CHO细胞系,通过小鼠RAW264.7巨噬细胞保护试验检测CMG2-Fc拮抗炭疽毒素的能力。结果:获得了表达CMG2-Fc的细胞株,毒素中和实验显示该蛋白可以有效抑制炭疽毒素引起的细胞损伤。结论:CMG2-Fc能够保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素攻击,提示其可以作为抗毒素治疗炭疽感染。     

利用转基因小鼠筛选全人源炭疽致死因子中和抗体

炭疽是由炭疽芽孢杆菌引起的严重威胁人类健康的传染病。炭疽毒素包括3种蛋白质成分:保护性抗原(PA)、致死因子(LF)和水肿因子(EF)。PA与LF形成致死毒素(LT),与EF形成水肿毒素(ET)。由于致死毒素(LT)在感染者损伤及死亡中发挥主要作用,因此在炭疽感染晚期单纯使用抗生素治疗难以发挥疗效,治疗性中和抗体成为目前最有效的炭疽治疗药物。目前国外获得的炭疽毒素抗体多为炭疽PA抗体,美国FDA已批准瑞西巴库(人源PA单抗)用于吸入性炭疽的治疗。一旦炭疽芽孢杆菌被人为改构或PA中和表位发生突变,针对PA单一表位的抗体将可能失效,因此针对LF的抗体将成为炭疽治疗的有效补充。目前国外已有的LF抗体多为鼠源抗体和嵌合抗体,而全人源抗体可以避免鼠源抗体免疫原性高等缺点。本研究首先用LF抗原免疫人抗体转基因小鼠,利用流式细胞仪从小鼠脾淋巴细胞中分选抗原特异的记忆B细胞,通过单细胞PCR方法快速获得两株具有结合活性的抗LF单抗1D7和2B9。瞬时转染Expi 293F细胞制备抗体,通过毒素中和实验(TNA)发现1D7和2B9在细胞模型中均显示较好的中和活性,并且与PA单抗联合使用时,表现出较好的协同作用。总之,本文利用转基因小鼠、流式分选技术和单细胞PCR技术的优势,快速筛选到全人源LF抗体,为快速筛选全人源单克隆抗体开辟了新的思路与方法。     

炭疽受体CMG2-Fc融合蛋白在CHO细胞中的表达、纯化与鉴定

目的：构建炭疽受体CMG2和人IgGl Fc片段融合基因载体,转染CHO细胞并通过毒素中和试验检测CMG2-Fc拮抗炭疽毒素（PA＋LF）的能力。方法-将含有CMG2胞外区1-217AA片度基因和人IgGl的Fc片段基因共同连接入pcDNA3．1载体转染CHO细胞并筛选高表达CMG2-Fc的CHO细胞系,通过小鼠RAW264．7巨噬细胞保护试验检测CMG2-Fc拮抗炭疽毒素的能力。结果：获得了表达CMG2-Fc的细胞株,毒素中和实验显示该蛋白可以有效抑制炭疽毒素引起的细胞损伤。结论：CMG2-Fc能够保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素攻击,提示其可以作为抗毒素治疗炭疽感染。     

炭疽毒素受体结构和功能研究进展

肿瘤血管内皮标志物8(TEMS)和毛细血管形态发生蛋白2(CMG2)是已知的两个炭疽毒素受体,它们的主要功能是当炭疽杆菌侵染细胞时介导炭疽毒素进入宿主细胞.这两个受体都是涉及到细胞外基质动态平衡的I型跨膜蛋白,并且都因为它们在血管生成或血管内皮细胞中表达增强而被发现.有研究发现TEM8能够调节内皮细胞迁移和血管形成,而CMG2则在内皮细胞增殖过程中起重要作用.进一步的研究显示它们与整联蛋白同源性较高,但它们确切的生理功能和作用机制尚不明确.本文中,主要讨论这两种蛋白的结构和它们作为炭疽毒素受体介导炭疽毒素进入细胞的分子机制,然后我们简单探讨一下TEM8在靶向肿瘤血管内皮细胞的抗血管生成和抗肿瘤疗法方面的研究进展,最后我们展望了下一步炭疽毒素受体研究的热点-它们的配体及生理功能研究.     

CMG2-Fc 融合蛋白突变体筛选及中和炭疽毒素活性分析

目的:筛选能有效中和炭疽毒素和抵抗炭疽毒素损伤细胞的CMG2-Fc(炭疽毒素受体II-人免疫球蛋白Fc段融合蛋白)突变体。方法:运用FoldX等计算软件分析CMG2与PA晶体学结构,设计能提高CMG2-PA亲和力的突变体分子,并与人IgG1Fc片段构成融合基因,转染CHO-S细胞并通过亲和层析获得CMG2-Fc突变体蛋白,通过亲和力检测和细胞保护实验分析各突变体中和炭疽毒素能力。结果:筛选并表达了8个CMG2-Fc突变体分子,亲和力实验显示其中E117Q突变可明显提高CMG2-Fc与PA的亲和力(KD=1.35×10-11 mol/L),细胞保护实验提示E117Q突变能有效提高CMG2-Fc中和炭疽毒素能力(CMG2-Fc(E117Q)的IC50为15 ng/μL,而wt CMG2-Fc的IC50为50ng/μL)。结论:CMG2-Fc(E117Q)突变体分子可作为拮抗炭疽毒素损伤的炭疽治疗药物分子,进行进一步研究。     

针对炭疽保护性抗原不同结构域的中和性单克隆抗体的筛选和鉴定

炭疽保护性抗原（PA）是炭疽毒素的重要组分,同时也是现有炭疽疫苗的主要有效成分,在炭疽杆菌的致病与免疫中发挥关键作用。以重组PA为免疫原,采用B淋巴细胞杂交瘤技术,结合炭疽毒素敏感细胞的毒性中和试验,大量筛选抗PA单克隆抗体,获得了9株炭疽毒素中和性单抗。进一步分析表明这些单抗以IgG1亚类为主,分别识别PA 3个结构域的4个不同中和表位区。针对结构域2的4株单抗识别同一表位区,其中3株单抗的中和活性强于抗PA多抗;针对结构域4的4株单抗识别两个不同表位区;另有1株单抗识别位于结构域3的表位。实验结果提示PA具有多个中和表位,分别位于其不同结构域,其中结构域2、4包含主要中和表位。实验中获得的针对不同表位的中和性单抗为深入研究PA的免疫保护机理提供了工具,也为研制针对炭疽毒素的被动免疫制剂和治疗药物打下基础。     

国内外炭疽研究的新进展

<正> 1966年10～11月在美国马里兰州召开的炭疽杆菌专题会议上,Nungester,W J(1967)提出了炭疽今后研究的15个问题,题目的范围很广,包括人和动物的炭疽流行病学。水土等外环境污染的消除。高原( 6000呎以上, 2000米以上)很少发病的原因( Manuel,1967),病原学包括炭疽杆菌的生活史,芽胞侵入机体的方式,芽胞发芽及感染机制,可溶性抗原的生物学和理化特性,炭疽病理生理学,类毒素和活菌苗的免疫应答,中和毒素的治疗作用等等。     

炭疽毒素保护性抗原第四结构域在大肠杆菌中的可溶性表达

人工优化设计并合成炭疽毒素保护性抗原第四结构域基因,并与噬菌体gⅢ蛋白N端结构域基因融合,在大肠杆菌中可溶性表达融合蛋白。结果表明合成了炭疽毒素保护性抗原第四结构域基因,并在大肠杆菌中获得了高效可溶性融合表达,可溶性表达产物占细菌总蛋白量的36％左右;经亲和层析纯化获得了重组蛋白;Western印迹分析表明,表达产物能与His单抗（重组蛋白羧基端带有6xHis）发生特异性结合反应。以上结果表明获得了炭疽毒素保护性抗原第四结构域,为利用人抗体库进行筛选抗炭疽毒素的人源性中和抗体奠定了基础。     

炭疽致死毒素中和试验检验标准

提出了一种毒素中和试验的操作细节标准。此实验室试验,测量含炭疽致死毒素抗体抗血清的特异性保护J774A．1细胞抗炭疽芽胞杆菌致死毒素的细胞毒性作用的能力,其比色试验建立在活细胞降解MTT的基础上,用炭疽吸附疫苗(AVA)制备的人和家兔抗血清验证这个试验结果。试验结果显示高水平的重复性和复现性,尤其是     

一种包含抗菌和抗毒素双重活性的炭疽疫苗的研究

美国现有预防炭疽的疫苗只针对炭疽毒素,而炭疽感染是一个双重的过程,既有细菌复制,也有毒素产生。本文研制了一种针对以上两种过程的新的双重活性疫苗DAAV(DAAV-1和DAAV-2),并且通过一系列方法比较,证明了这一疫苗在增强特异性抗体产生和体液免疫方面均有显著作用。     

炭疽杆菌检测方法的研究现状与展望

炭疽是严重威胁人类健康的烈性传染病,其病原体为炭疽芽孢杆菌。炭疽芽孢杆菌在我国公布的《人间传染的病原微生物名录》中被列为第二类病原微生物(高致病性病原微生物),其芽孢可作为生物战剂和生物恐怖的原材料,因此,发展灵敏、高效的炭疽杆菌检测方法十分重要和紧迫。按检测的靶标分类,针对炭疽杆菌的检测方法主要有四大类:针对炭疽杆菌芽孢的检测方法,针对细菌繁殖体的检测方法,针对炭疽杆菌基因的检测方法和针对炭疽毒素蛋白的检测方法。其中,针对炭疽杆菌芽孢和细菌繁殖体的检测已经有比较成熟的方法,但其在特异性以及临床的实用性方面难以令人满意;针对炭疽杆菌基因的检测技术在特异性和灵敏度上有较大的提高,但在临床诊断等方面还有欠缺;而针对炭疽毒素蛋白的检测技术的发展,使得直接对炭疽杆菌的主要致病因子的检测成为可能,这对于临床诊断以及流行病学研究具有重要意义。本文对当前炭疽杆菌检测方法的最新进展做了简要的归纳,关注了不同检测方法的适用范围和检测能力,并展望了相关领域的发展趋势,希望能为从事炭疽杆菌检测方法研究的同行提供参考和帮助。     

炭疽毒素受体与人IgG1的Fc段融合蛋白ATR_Fc在CHO细胞中的表达

ATR-Fc是人炭疽毒素受体（ATR）的胞外区与人免疫球蛋白IgG1的铰链区、CH2区和CH3区组成的融合蛋白。表达该蛋白是为了获得结合PA的抗体样分子,通过阻断PA与细胞受体的结合,而阻止炭疽致死毒素和水肿因子进入细胞内,可作为预防和治疗炭疽感染的生物制品。将编码炭疽毒素受体N端1-227氨基酸的基因和编码Fc段的基因连接,插入到pcDNA3-1的HindⅢ和NotⅠ位点得到表达ATR-Fc融合蛋白的真核表达载体pcDNA31/ATR9Fc,并用脂质体方法将该载体转染至CHO-K1细胞中,用G418筛选并获得ATR-Fc表达水平为10～15μg/(106cells·d)的基因工程CHO细胞系ATR-Fc-1D5。采用蛋白A纯化重组蛋白,并用ELISA法鉴定ATR-Fc与PA的亲和性,表明ATR-Fc可与PA特异性结合。     

PA domain4-Fc融合蛋白抗血清可以保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素损害

目的:探讨炭疽杆菌保护性抗原PA(protective antigen)domain4能否作为炭疽疫苗和炭疽感染时紧急预防用药.方法:构建含有PA domain4和人IgG Fc片段的表达载体,通过免疫大耳白兔获得针对该融合蛋白的免疫血清,通过小鼠巨噬细胞保护试验验证PA domain4-Fc是否具有疫苗和紧急预防用功能.结果:获得了表达PA domain4-Fc融合蛋白的CHO细胞株和针对PA domain4-Fc的兔抗血清,细胞保护试验证实PA domain4-Fc抗血清能够保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素的攻击,但PA domain4-Fc蛋白本身并不能直接拮抗炭疽毒素对细胞的损害.结论:PA domain4-Fc抗血清可以保护小鼠巨噬细胞免受炭疽毒素损害,表明PA domain4-Fe具有作为炭疽疫苗的可能,但PA domain4-Fc蛋白不能直接竞争性拮抗炭疽毒素损害细胞.     

炭疽毒素受体胞外区在毕赤酵母中分泌表达、纯化与活性鉴定

使用分泌型表达载体,实现了重组炭疽毒素受体胞外区 (rATR(CMG2)-EXCELL) 在毕赤酵母 KM71H 培养物上清中的分泌表达 . 表达量约占培养物上清总蛋白质的 20%. 经过螯合柱初步纯化,每升诱导培养物可获得约 1 mg 电泳纯的 rATR(CMG2)-EXCELL. 体外与配基 PA 结合试验和细胞保护试验显示, rATR(CMG2)-EXCELL 具有很好的生物活性 . rATR(CMG2)-EXCELL 的成功表达为今后研究炭疽毒素受体的作用机理、发展新型炭疽治疗药物打下基础 .     

产生炭疽杆菌抗原的一种新的限定培养基

<正>炭疽杆菌的三组分毒素是由三种多肽成份组成的一种复合毒素或毒性物质:水肿因子(EF;因子I)、保护性抗原(PA;因子Ⅱ)和致死因子(LF;因子Ⅲ)。没有     

改良炭疽菌苗开发中克隆的保护性效力和进展

<正>以往的研究致力于开发更安全、有效的人用炭疽菌苗,已经证明无论化学菌苗或活菌苗必须含有一种或几种毒素成份方可保护活芽胞攻击。我们近期的研究致力于∶畜苗炭疽杆菌Sterne株Aro_突变株,产保护性抗原(PA)的重组活菌苗,和含PA,PA片段和新佐剂配方的非活菌苗。 炭疽杆菌Aro—1和Aro—2 用四环素抗性转座子Tn916致突变,使炭疽杆菌链霉素抗体、产毒素、无荚膜株UM23—1产生两个独立的Aro~-突变株,此二株Aro~-突变株的生长需要几种芳香族复合物,命名为Aro—1、Aro~-—2,它们对小鼠和豚鼠比UM23—1株毒力弱,但用其免疫小鼠和豚鼠,对强毒炭疽杆菌芽胞致死量非肠道攻击提供明显保护。当体外无四环素培养时,两种Aro~-突变株回变到亲本表型。     

应用改构的炭疽毒素作为靶向肿瘤细胞的药物递送系统及其效果评价

目的:通过改造炭疽毒素保护性抗原Protective Antigen (PA)及致死因子Lethal Factor (LF),尝试建立更加广谱的新型炭疽毒素靶向给药系统并对其递送效率进行定量评价.方法:采用基因工程手段,分别构建了3种改构的天然炭疽毒素保护性抗原PA及炭疽毒素的LF N端融合海肾荧光素酶(Luciferase)的LFn-linker-Luc的大肠杆菌重组表达体系.利用CCK-8法评价改构PA和LF共同作用肿瘤细胞后的细胞存活率;利用改构PA和LFn-linker-Luc与肿瘤细胞共孵育,通过测定细胞内荧光素酶活性,评价改构PA靶向肿瘤细胞的效果.结果:体外酶解实验证明构建的改构PA蛋白能够被正确地酶解成目的大小的片段;改构PA和LF共同作用肿瘤细胞能够显著降低细胞存活率;利用LFn-linker-Luc能够评价改构PA的靶向效率,PA蛋白的改构方式与其递送效率相关.结论:设计并改构的炭疽毒素药物递送系统,能够实现特异性靶向肿瘤细胞的效果,并具有更广谱的作用效果,为研制新型广谱抗肿瘤药物提供了新的思路和方法.     

炭疽毒素受体与人IgG1的Fc段融合蛋白ATR_Fc在CHO细胞中的表达

ATR_Fc是人炭疽毒素受体(ATR)的胞外区与人免疫球蛋白IgG1的铰链区、CH2区和CH3区组成的融合蛋白。表达该蛋白是为了获得结合PA的抗体样分子,通过阻断PA与细胞受体的结合,而阻止炭疽致死毒素和水肿因子进入细胞内,可作为预防和治疗炭疽感染的生物制品。将编码炭疽毒素受体N端1_227氨基酸的基因和编码Fc段的基因连接,插入到pcDNA3.1的HindⅢ和NotⅠ位点得到表达ATR_Fc融合蛋白的真核表达载体pcDNA3.1ATR_Fc,并用脂质体方法将该载体转染至CHO_K1细胞中,用G418筛选并获得ATR_Fc表达水平为10～15μg(106cells·d)的基因工程CHO细胞系ATR_Fc_1D5。采用蛋白A纯化重组蛋白,并用ELISA法鉴定ATR_Fc与PA的亲和性,表明ATR_Fc可与PA特异性结合。