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TRAIL（TNF-related apoptosis-inducing ligind）是肿瘤坏死因子超家族成员之一。其选择性诱导肿瘤细胞凋亡而对正常细胞无明显杀伤作用的特性,使之成为抗肿瘤新药研究的一个热点。目前,TRAIL已通过Ⅰ期临床试验,并已进入Ⅱ期临床研究。国内外Ⅰ期临床结果显示,TRAIL毒副作用低、无免疫原性,在临床上具有较大的潜在应用价值。然而,TRAIL存在生物活性不强的缺点。添加寡聚化结构域能有效提高TNF家族蛋白的生物活性。因此,本研究在TRAIL基础上添加人源三聚化结构域ZS,希望提高TRAIL生物活性,进而将其开发成抗肿瘤新药。主要研究结果如下:1、TRAIL和ZS-TRAIL基因的克隆表达及产物纯化通过RT-PCR技术扩增人TRAIL114-281序列,通过重叠延伸PCR技术扩增人ZS-TRAIL序列,扩增产物克隆到大肠杆菌表达载体pET-28a,并在大肠杆菌BL21（DE3）中实现高表达。通过亲和层析和离子交换层析两步纯化得到目的蛋白。纯化后的TRAIL和ZS-TRAIL经反相HPLC测定纯度均大于95%;经Western印迹实验显示均有明显抗原性;经ESI质谱测定其分子量与理论值一致;CD结果显示两者结构紧密。2、TRAIL和ZS-TRAIL体外抗肿瘤活性比较用SRB法测定TRAIL和ZS-TRAIL的体外抗肿瘤活性。结果显示:TRAIL和ZS-TRAIL能有效杀伤人肺腺癌SPC-A1细胞、人回盲肠腺癌HCT-8细胞、人肝癌BEL-7402细胞、人白血病HL-60细胞等多种肿瘤细胞,且呈剂量依赖性。ZS-TRAIL的肿瘤细胞杀伤能力比TRAIL强。ZS-TRAIL和TRAIL均对正常肝细胞LO2无杀伤作用。3、TRAIL和KS-TRAIL体内抗肿瘤活性比较建立荷瘤裸鼠模型,比较TRAIL和ZS-TRAIL的体内抗肿瘤活性。结果显示,ZS-TRAIL对人回盲肠腺癌HCT-8模型和人体肺腺癌SPC-A1模型的抗肿瘤疗效均优于TRAIL,且高剂量（80mg/kg）ZS-TRAIL和TRAIL对荷瘤裸鼠模型动物均无肝毒性。4、ZS-TRAIL的体内外抗肿瘤活性高于TRAIL的机理探讨寡聚化状态分析表明,ZS-TRAIL和TRAIL主要以高活性同源三聚体形式存在。药物代谢动力学结果显示,ZS-TRAIL与TRAIL半衰期无显著差异。稳定性分析表明,TRAIL热稳定性优于ZS-TRAIL;但在贴近细胞生长条件（37℃）特别是在含人血白蛋白的条件下,ZS-TRAIL比TRAIL稳定。推测ZS-TRAIL抗肿瘤活性提高与其贴近细胞生长条件下稳定性高有关。进一步研究发现ZS-TRAIL抗肿瘤活性高于TRAIL可能与其Zn2+结合能力强有关。5、ZS-TRAIL表达条件优化用响应面法对可溶性ZS-TRAIL表达条件进行优化,最佳表达条件为:酵母提取物11.38 g/L、胰蛋白胨10 g/L、NaCl 10 g/L、Kan 30μg/mL、IPTG 0.1mM、诱导温度29.2℃、诱导时间6h、ZnSO4浓度0.458mM。优化后,可溶性ZS-TRAIL产量提高4倍。运用优化结果进行高密度发酵,可溶性ZS-TRAIL产量达到4.26g/L。