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结核病严重危害着人类的健康,1998年世界卫生组织(WTO)将结核病确认为人类主要传染病的杀手之一。之前,研究者们都比较关注结核分枝杆菌与巨噬细胞之间的相互关系。现在,人们逐渐意识到肺泡上皮细胞在结核分枝杆菌感染中同样起着十分重要的作用。即结核分枝杆菌不但能入侵、进入上皮细胞,还可在肺泡上皮细胞内进行复制。与寄生在巨噬细胞内的结核分枝杆菌相比,结核分枝杆菌在上皮细胞内有着更高的复制增殖能力,且能够刺激上皮细胞分泌不同的细胞因子,产生细胞毒性,促进结核分枝杆菌更快的传播和结核病的发生与发展。最新研究表明,肺泡Ⅱ型上皮细胞(Alveolar epithelial cells typeⅡ,AECⅡ)能够作为接触外源性病原菌的第一道防线,在机体的防御过程中起着至关重要的作用,直接参与了机体的天然免疫反应,具有吞噬、抗原提呈和清除病原菌的作用。
研究认为,Erp是结核分枝杆菌的一种重要毒力因子,在临床应用方面具有一定的潜在价值。目前,国内外对于Erp野生型做了大量C端、N端缺失及整体缺失的研究与报导,但对于Erp PGLTS基序突变株的研究尚未见报导,有关Erp与人肺泡上皮细胞A549相互之间的作用及其生物学效应也尚属未知。基于此,本实验成功构建了。Erp PGLTS基序数量为4、8、21的突变体,并进一步构建了N端、C端缺失及N、C端均缺失的突变体,以及上述突变体的真核表达载体。并将以上所有突变体利用FuGeneHD试剂转入A549细胞,并利用实时荧光定量PCR对A549细胞因子的表达情况进行检测。
实验结果如下:
1.本实验采用重叠延伸PCR的策略,删除Erp蛋白92-121AA、144-153AA,采用固相亚磷酰胺三酯化学方法,合成包含8个和13个PGLTS基序的基因Dom8、Dom13,将此短片段与DomC连接,基因组装得到Erp蛋白21基序突变片段;根据实验室前期人员构建的erp基因PGLTS基序为4、8的原核表达载体,对其进行真核信号肽的替换,分别扩增得到erp基因PGLTS为4、8基序的全长突变体片段。进一步结合PCR技术,依次分别删除以上突变体的C-末端、N-末端和C/N端,并利用载体pEGFP-N1上游的多克隆位点,将上述突变体及野生型erp基因片段分别插入PEGFP-N1中,构建了Erp PGLTS基序系列突变体的真核表达载体pEGFP-N1-C4/8/21、pEGFP-N1-N4/8/21、pEGFP-N1-CN4/8/21。
2.将转染了72h后的ErpPGLTS基序系列突变体的绿色荧光真核表达载体pEGFP-N1-C4/8/21、pEGFP-N1-N4/8/21、pEGFP-N1-CN4/8/21和pEGFP-N1(对照)利用Real-time PCR方法检测,结果显示,pEGFP-N1-C21、pEGFP-N1-erp4/8/21、pEGFP-N1-CN4/8引起TLR-2、TLR-6、Myd88、TNF-α和IL-8表达上调(P<0.05),其中pEGFP-N1-erp21引起的上调趋势最为明显;pEGFP-N1-C4/8、pEGFP-N1-N4/8/21、pEGFP-N1-CN21能够引起TLR-2、TLR-6、Myd88、TNF-α、和IL-8表达下调(P<0.05),其中pEGFP-N1-CN21引起的下调趋势最为明显。
综上认为,所有erp系列突变体均都能够引起A549细胞发生炎性反应。表明结核分枝杆菌erp的N末端、C末端以及PGLTS串联重复序列氨基酸的种类和数目的差异对结核杆菌的毒力有较大的影响。