重组人Halo-FGF7在大肠杆菌中的表达、纯化及其活性研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shabaoge
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目的:  FGF7具有重要的生物学作用,临床上已经用于治疗放化疗引起的急性口腔黏膜炎,在急性肝损伤的治疗上有较好的前景。但重组FGF7蛋白对宿主菌有毒性、表达量低、稳定性差、易降解等问题限制了其相关机制研究的深入和药物研发进程。在此基础上我们改进生产,将Halo-tag标签的N-末端与FGF7基因片段相连,并在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS中表达。通过基因工程手段获得高效表达的Halo-rhFGF7工程菌株;建立蛋白纯化技术,获得高纯度及具有生物学活性的Halo-rhFGF7融合蛋白;通过 TEV蛋白酶进行酶切得到rhFGF7蛋白。体外在CCL4诱导L-O2细胞的急性肝损伤模型中,利用MTT和Western Blot技术,明确Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对肝细胞的保护作用机制。在体内模型中,利用腹腔注射CCL4诱发B6小鼠急性肝功能衰竭,通过HE染色和Western Blot方法,表明这两种蛋白对急性肝损伤有明确的保护作用。  方法:  ⑴将合成的fgf7全基因,与pET14b-Halo-tag载体连接,构建pET14b-Halo-tag-rhFGF7重组克隆质粒。将克隆质粒转化到BL21(DE3)pLysS感受态细胞里,低温诱导表达过夜后离心收集菌体,经超声破碎后得到可溶性的Halo-rhFGF7融合蛋白。⑵依次运用SP柱和肝素柱进行纯化,得到高纯度的Halo-rhFGF7融合蛋白。Halo-rhFGF7蛋白运用TEV蛋白酶进行酶切后再用肝素柱纯化得到高纯度的rhFGF7蛋白。⑶得到高纯度重组蛋白后,利用MTT法分别检测Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对BaF3细胞和L-O2细胞的促增殖活性。⑷为研究这两个蛋白同急性肝损伤之间的关系,采取利用CCL4诱导L-O2细胞来构建急性肝损伤细胞模型,确定CCL4的造模浓度,检验Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对该模型细胞的保护作用。利用MTT和Western Blot技术分析相关基因和蛋白的表达情况。⑸体内模型是利用腹腔注射CCL4诱发B6小鼠肝功能损伤,通过HE染色和Western Blot方法,表明Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对小鼠急性肝功能损伤的保护作用。  结果:  ①根据fgf7的编码序列进行全基因合成优化后克隆到pET14b-Halo-tag载体中,成功构建Halo-rhFGF7重组质粒,将重组质粒转化到BL21(DE3)pLysS感受态细胞中。在低温条件下,成功诱导表达出以可溶性蛋白形式表达的Halo-rhFGF7融合蛋白。②利用SP柱和肝素柱进行蛋白纯化,得到了纯度约为98%的Halo-rhFGF7蛋白。运用 TEV蛋白酶进行酶切后再利用肝素柱纯化得到了纯度约为96%rhFGF7蛋白。③利用MTT法检测Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对BaF3细胞(转FGFR2IIIb型受体)和L-O2细胞的促增殖活性,结果表明,纯化后的Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对BaF3细胞的增殖作用显著,但对正常L-O2细胞的促增殖作用并不明显。④通过MTT法和 ALT、AST、MDA和GSH-PX试剂盒检测证明了 Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对急性肝损伤细胞模型有保护作用,并且验证了rhFGF7蛋白的保护作用高于Halo-rhFGF7蛋白。进一步利用Western Blot分析表明,在蛋白作用实验组中Caspase3蛋白的表达量下降,证实了Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对急性肝损伤保护作用的机制主要是通过促增殖和抗凋亡实现的。5:通过HE染色和Western Blot方法,表明Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白对动物体内急性肝损伤模型有一定的保护作用。  结论:  成功的利用大肠杆菌表达系统诱导表达Halo-rhFGF7融合蛋白,并通过两步纯化获得纯度较高的Halo-rhFGF7蛋白。纯化后的Halo-rhFGF7蛋白经酶切纯化后得到了高纯度的rhFGF7蛋白。这两个蛋白对BaF3细胞有显著的促增殖作用,并通过细胞和动物实验的CCL4诱导急性肝损伤模型进一步验证其对肝的保护作用,而且这个保护机制是通过促增殖和抗凋亡实现的。本实验得到易纯化、高表达、可溶性、可示踪、纯度高的Halo-rhFGF7和rhFGF7蛋白,为FGF7蛋白进一步的制药、制剂和研究提供了实验基础和数据支持,同时也进一步研究FGF7在急性肝损伤中保护作用的机制。
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