人博卡病毒样颗粒作为肿瘤靶向性纳米载体的初步研究

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目的:选择合理有效的靶点和高效低毒的载体一直是癌症治疗亟待解决的难题。本工作设计以肿瘤细胞表面特异性表达的整合素αvβ3为靶标,构建基于人博卡病毒1型(Human Bocavirus 1,HBoV1)的结构蛋白VP3的重组病毒样颗粒(virus like particles,VLPs);探索体外表达形成HBoV1-VLPs的条件,利用基因修饰方式使VLPs具有肿瘤细胞靶向性,为HBoV1-VLPs作为纳米载体的进一步研究奠定基础。方法:本文分别采用原核表达系统和杆状病毒表达系统表达HBoV1的主要衣壳蛋白VP3(野生型和突变RGD型),制备重组病毒样颗粒作为纳米载体。原核表达系统为:构建不同的VP3原核表达质粒,转化大肠杆菌表达菌,诱导表达目的蛋白,包涵体形式为主要表达产物(pET-33b(+)为载体),通过变性、纯化、复性等实验方法制备病毒样颗粒,在蛋白复性过程包裹DNA片段。透射电镜(TEM)观察鉴定是否形成VLPs。杆状病毒表达系统为:构建VP3杆状病毒表达质粒,通过蓝白斑筛选,得到含有重组杆粒的阳性单菌落。摇菌提质粒后,转染Sf9细胞中得到重组杆粒病毒,扩大培养获得表达VLPs的Sf9细胞。将细胞破碎后,利用CsCl密度梯度离心纯化得到HBoV1-VLPs。TEM观察HBoV1-VLPs的形态特征。结果:利用原核表达质粒pMAL-c5X-3G-VP3-His,在大肠杆菌BL21诱导表达后纯化获得融合蛋白的量较少。此外,因MBP标签蛋白较大,为保证后续成功制备HBoV1-VLPs需切除MBP标签蛋白并要保证较高的切除效率,综合分析pMAL-c5X表达系统并不是制备HBoV1-VLPs的优良材料。pET-33b(+)-VP3/VP302/35/68-His重组表达质粒诱导表达产生的较多融合蛋白主要是包涵体形式。利用蛋白质的生物化学性质,通过5 M盐酸胍变性包涵体,在PBS中透析复性后,成功获得HBoV1-VLPs。透射电子显微镜下观察野生型和突变RGD型VP3均能形成VLPs,其大小为25 nm左右的圆形颗粒。在野生型VP3变性蛋白复性形成VLPs的过程中加入核酸,证实野生型VLPs可以包载DNA分子。利用原核表达系统获得蛋白制备VLPs较易获得,且体外包载核酸分子或药物可控性好,但VLPs的形态相对不规则。为了得到形态更均一的HBoV1-VLPs,构建了pFastBac1-VP3/VP302/35/68-His质粒。VP3蛋白在Sf9细胞中表达量较低,CsCl离心得到的目的蛋白很少且不纯,在电镜下只观察到少量野生型VLPs,未观察到突变型VLPs。结论:本工作中利用原核表达系统和杆状病毒表达系统成功制备了野生型和表面展示RGD的HBoV1-VLPs,并且证实了原核表达系统制备的野生型VLPs可以在体外有效包装核酸分子,为将HBoV1-VLPs作为纳米载体应用于生物医学领域提供了实验依据。
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