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肿瘤坏死因子相关凋亡配体(TNF-related apoptosis inducing ligand,TRAIL)是TNF超家族中新发现的一员,是人体内正常表达的一种蛋白分子。TRAIL蛋白能特异的与某些肿瘤细胞表面的凋亡受体结合,从而诱导肿瘤细胞凋亡,且不诱导正常细胞和组织凋亡,也不像已发现的细胞凋亡因子TNF-α会产生严重的炎症反应。TRAIL蛋白这一关键特性的发现,使其成为目前肿瘤治疗研究中的热点。完整的TRAIL蛋白含有281个氨基酸残基,但其完整的蛋白分子在原核细胞中可溶性低,限制了其的应用。但TRAIL蛋白分子的114-281位氨基酸片段(soluble TRAIL,sTRAIL)在原核表达中的可溶性大大提高,且保持了活性。利用微生物作为宿主表达抗肿瘤外源蛋白,原因在于大肠杆菌表达系统具有遗传背景清楚、表达量较高,利于发酵制备物的提取、纯化、控制等优点,研究工作日益受到重视。本研究通过培养人早幼粒白细胞HL-60细胞,提取总RNA,通过RT-PCR扩增sTRAIL蛋白基因片段,构建了重组质粒pET28a-sTrail。鉴定成功以及测序正确后电击转化大肠杆菌BL21(DE3),利用IPTG诱导成功表达sTRAIL蛋白。经过对诱导温度,诱导转速以及IPTG浓度的优化,确定了在16℃、IPTG浓度为0.1mM、诱导时间12 h的诱导条件下可溶蛋白含量最高。通过优化Ni-IDA层析柱纯化重组蛋白条件,SDS-PAGE蛋白电泳以及胶内酶解质谱鉴定,确定纯化收集的蛋白为sTRAIL蛋白。纯化后的sTRAIL蛋白对人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)、人子宫颈癌细胞(HeLa)、人肝癌细胞(Hep-3B)、人结肠癌细胞(HCT-116)和人大细胞肺癌细胞(H460)等肿瘤细胞有良好的抑制效果,通过MTT法检测,在sTRAIL蛋白浓度为1200 ng/mL,作用48 h后,对上述细胞的抑制率分别为32.9%、27.2%、29.7%、22.5%和10.8%,存在浓度依赖性。从倒置相差显微镜观察发现,越来越多的肿瘤细胞从梭形或不规则形态转变为圆形,且细胞变厚,透光率发生变化。同时sTRAIL蛋白对正常的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)未发现细胞毒性。本研究对sTrail重组基因的克隆,sTRAIL蛋白表达、纯化以及抗肿瘤活性进行了研究。sTRAIL蛋白所具有良好的抗肿瘤生物活性,且对正常细胞无害,有望成为新型的能在临床抗肿瘤的药物分子。本研究为sTRAIL蛋白的潜在开发应用提供了新的实验依据。