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白喉毒素(Diphtheriatoxin, DT)是白喉棒状杆菌产的细菌外毒素,使机体发生严重中毒反应。它是由535个氨基酸组成,分子量为58000的单链多肽,在胰蛋白酶的作用下,可降解为A(193个氨基酸)和B(342个氨基酸)两个片段【1】。A片段分子量为21000具有ADP依赖的核糖酰基化酶活性,B片段由穿膜区和受体结合区组成,分子量为37000。A片段核糖体依赖的酶活性的发挥,必须在B片段的受体结合区与敏感细胞表面的特异受体结合,通过内化携带A片段移位达到细胞浆才能完成【2】。完整的毒素不显毒性,这是因为活性点在催化区和穿膜区的交界处,活性点入口由18个残基组成的襻CL2和穿膜区所遮蔽, EF-Ⅱ( Elongation factor-2 ,延长因子Ⅱ)至活性点的通道被阻断,所以完整的白喉毒素不显毒性。当A片段进入胞浆才具有活性, A片段催化NAD+对EF-Ⅱ的单一氨基酸残基发生磷酸腺苷核糖酰化(Adenosinediphosphoribosylate, ADPR),因而EF-Ⅱ取代NAD+中的尼克酰胺,结果形成无活性的ADPR-EF-Ⅱ,EF-Ⅱ使多肽链在核蛋白体上移位使氨基酸不断接上,从而使肽链在核蛋白体上延伸。当EF-Ⅱ失去活性,肽链不能延长,细胞内蛋白质合成受阻,引起细胞功能损伤或变性坏死【3】。DF3/MUC1抗原是一种高分子量的黏蛋白样糖蛋白,在约80%的人乳腺癌中存在过度表达【4】。研究显示人乳腺肿瘤中MUC1抗原在RNA和蛋白质水平表达几乎是乳腺正常组织和良性病变的三十倍【5】。对于乳腺癌的基因治疗,利用白喉毒素A片段的特性,根据乳腺肿瘤细胞(DF3阳性)来构建重组载体,探讨其选择性表达在肿瘤细胞中达到靶向杀伤肿瘤细胞的研究具有重要意义。本实验研究新构建的含人乳癌DF3/MUC1启动子转录调控序列的DTA重组表达载体PGL3-DF3-DTA对乳腺癌DF3阳性的肿瘤细胞的选择性表达和杀伤作用。在实验中将乳腺癌的两种细胞株MCF-7和MDA-MB-231分别接种至不同组裸鼠背侧皮下,7天后开始用重组的质粒进行活体内瘤内注射治疗,肿瘤接种后第29天脱颈椎处死裸鼠。观测移植瘤的体积和质量,并采用逆转录-聚合酶链反应法(RT-PCR)检测裸鼠移植瘤内DTA的表达情况。结果表明重组表达载体PGL3-DF3-DTA在MCF-7细胞株移植瘤中表达,明显抑制了其肿瘤的生长,重组表达载体PGL3-DF3-DTA对乳腺癌DF3阳性的肿瘤细胞起到了选择性的表达和杀伤作用。