鞭毛蛋白的表达纯化和对免疫细胞的影响

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背景:  鞭毛蛋白(flagellin)是组成细菌运动器官鞭毛的基本蛋白结构。由于细菌种属的不同,鞭毛蛋白的结构也不同,但是其都拥有相似的结构域,其D1结构域相对保守,可以被TLR5所识别。鞭毛蛋白在参与细菌的致病机理和机体对其免疫应答中都有重要作用。  自然杀伤(NK)细胞是一种固有免疫细胞,除了经典的免疫监视,免疫防御作用外,它也能分泌多种的细胞因子来调节免疫反应。研究NK细胞的活性变化,一个重要的指标就是NK细胞的细胞毒性作用,NK92细胞对K562细胞的杀伤实验以及小鼠NK细胞对Yac-1细胞的杀伤实验是检测NK细胞胞毒作用的经典实验。  嗜碱粒细胞是机体内数量最少的白细胞,但是最近的研究表明,嗜碱粒细胞并非可有可无的细胞,该细胞在过敏疾病中的作用越来越受到研究者的注意。有证据显示,在初始T细胞(naive T cell)向Th2细胞的分化过程中,嗜碱粒细胞可以提供一部分的关键细胞因子—IL-4,而IL-4的分泌变化也是考量嗜碱粒细胞细胞活性的标志之一。  目的:  (1)转化Flic-PET30a至BL21细菌,刺激BL21表达来自于伤寒沙门氏菌的鞭毛蛋白并纯化获取该蛋白。  (2)研究该鞭毛蛋白对BMDC,BMMφ,NK细胞和BM-basophils的功能影响。  方法:  (1)采用分子克隆经典方法转化Flic-PET30a质粒到BL21细菌,扩增并用IPTG诱导其表达Flic蛋白。  (2)依据“蛋白HIS标签”与镍柱有高亲和力,并且可以被特定咪唑浓度缓冲液洗脱的特点纯化获得较高纯度的Flic蛋白。  (3)用Flic蛋白刺激小鼠BMDC和BMMφ来测定其分泌TNF-α分泌水平是否增加。  (4)用Flic蛋白刺激NK92,小鼠脾来源NK细胞,检测其是否对NK细胞胞毒作用有影响。  (5)用Flic蛋白刺激小鼠BM-basophils,检测其IL-4分泌水平是否增加。  结果:  (1)表达并纯化获取了来自于伤寒沙门氏菌的鞭毛蛋白(Flic蛋白)。  (2)该Flic蛋白能够刺激BMDC和BMMφ分泌TNF-α,也能够显著增强NK92的细胞毒性(p<0.01)。  (3)该Flic蛋白对小鼠NK细胞的胞毒活性和BM-basophils的IL-4分泌没有显著影响。  结论:  通过原核表达并纯化获取的来自沙门氏菌的鞭毛蛋白能够影响部分免疫细胞的功能。
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