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本研究分为三部分:
第一部分:猪nectin-2 分子的生物信息学预测、克隆及分析鉴定
目的:证明猪nectin-2基因的存在,分析并克隆出nectin-2基因,明确其分子结构特点及表达特性。
方法:运用生物信息学方法从美国基因数据库(GenBank)获得与人nectin-2基因同源的猪EST序列,通过RT-PCR、3’RACE等技术在猪内皮细胞系SV-40-PED中验证该序列的准确性,并研究其组织表达分布特点,利用体细胞杂交板(somatic cell hybridpanel,SCHP)技术对其进行染色体定位。根据反向PCR原理扩增该基因5’端调控区的未知序列。参照同源分子人PVR蛋白胞膜外区的三级结构,利用生物序列分析软件及数据库构建猪nectin-2蛋白胞膜外区的三维空间结构模型。
结果:通过克隆测序与同源性分析,发现猪存在necin-2 分子,其包含α、δ 2种剪接体,它们具有相同的胞膜外区序列与不同的跨膜区和胞浆区序列,将此结果提交至美国基因数据库(GenBank),并认定为我们新发现的基因,分别获得登录号EF195266和EU069826。Necin-2 在猪的各种组织细胞中广泛表达,尤其在猪内皮细胞中表达丰富。SCHP结果显示猪necin-2 定位于6号染色体q21 区域。通过反向PCR技术从猪nectin-2α的5’端非编码区延伸出371bp的未知序列。三维空间结构显示猪nectin-2 蛋白胞膜外区形成V-C-C 3个免疫球蛋白样结构域,其中V样结构域由9个β折叠构成。
结论:生物信息学方法和分子生物学技术的联合使用,有助于猪的新基因的发现与鉴定。本研究证实了猪存在nectin-2基因的推测,明确了该基因相关的结构信息,为研究nectin-2的免疫学功能奠定了基础。
第二部分:猪nectin-2 胞膜外区融合蛋白的构建、表达与纯化
目的:构建具有模拟天然nectin-2 分子与受体DNAM-1 相结合能力的胞膜外区融合蛋白nectin-2ED-IgGFc。
方法:利用RT-PCR 扩增猪nectin-2 胞膜外区基因片段,连接至T 载体,测序无误后,亚克隆至真核表达载体CD5lneg1,构建出重组质粒nectin-2ED-CD5lneg1。将重组质粒和空载体CD5lneg1 分别转染至CHO细胞,用嘌呤霉素进行筛选;通过Western Blot、细胞免疫化学、免疫荧光和流式细胞术等方法检测,鉴定出能稳定表达融合蛋白nectin-2ED-IgGFc和IgGFc 蛋白的细胞株。利用蛋白A+G 琼脂糖珠亲和层析法分离、纯化融合蛋白。
结果:经过双酶切和测序鉴定,重组质粒nectin-2ED-CD5lneg1 构建成功。嘌呤霉素筛选出能稳定表达nectin-2ED-IgGFc 融合蛋白和IgGFc 蛋白的CHO细胞,从其细胞培养上清中分离、纯化出高纯度的融合蛋白。
结论:成功构建并表达出融合蛋白nectin-2ED-IgGFc,该蛋白可作为猪nectin-2与人DNAM-1 相互作用研究的重要工具。
第三部分:DNAM-1-nectin-2 途径介导人NK细胞杀伤猪内皮细胞作用的研究
目的:研究猪nectin-2与人DNAM-1 异种受体配体之间的结合能力,建立能客观有效地评价人NK细胞对猪内皮细胞杀伤效果的实验方法,比较不同人NK细胞系(包括NK92和YT细胞系)对猪内皮细胞的异种杀伤能力。
方法:利用流式细胞术和免疫共沉淀技术检测融合蛋白nectin-2ED-IgGFc与YT细胞系的DNAM-1之间的亲和能力。通过Western Blot 比较DNAM-1 在NK92与YT细胞系中的表达水平,用流式细胞术检测融合蛋白和抗DNAM-1中和性抗体与YT细胞结合的效率。建立用CFSE/PI 双染法检测NK92和YT细胞系对猪内皮细胞系(SV-40-PED)细胞毒作用的方法,比较NK92与YT细胞异种杀伤效应的差异。
结果:融合蛋白nectin-2ED-IgGFc 能与人YT细胞表面的DNAM-1发生特异性结合。NK92与YT细胞DNAM-1的表达量无明显差异。YT细胞在与终浓度为10μg/ml的抗DNAM-1中和性抗体于室温孵育1h后,抗体与YT细胞的结合率为48.53%。通过CFSE/PI 双染法检测到,当效靶比为10:1,共同孵育时间为5、6和7 小时后,对猪内皮细胞系(SV-40-PED)的杀伤率人NK92细胞分别为44.68%、53.99%和57.44%,人YT细胞分别为20.44%、20.60%和26.71%。
结论: 证明了猪nectin-2与人DNAM-1发生特异性结合的能力,这是DNAM-1-nectin-2 途径发挥作用的重要前提。CFSE/PI 双染法能够方便客观地检测NK细胞的杀伤效率。在杀伤条件完全相同时,NK92 比YT细胞表现出更高的异种杀伤活性。以上结果为进一步研究DNAM-1-nectin-2信号途径介导人NK细胞对猪内皮细胞的杀伤作用奠定了良好的基础。