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本研究以前期试验初筛所获得的高效低毒SEC2突变体SAM-3和SAM-1为基础,从分子水平来进一步阐明其超抗原活性增强的机制。首先体内抑瘤结果表明SAM-3和SAM-1较野生型SEC2具有更强的体内抑瘤活性,并且联合用药的抑瘤效果要显著高于单独使用任一肿瘤治疗制剂。紧接着从T淋巴细胞的亚型增殖、细胞因子分泌及细胞毒性颗粒的释放三方面的研究结果发现,SAM-3和SAM-1能较野生型SEC2激活更多CD4+和CD8+T淋巴细胞的增殖,同时伴随着更多与抗肿瘤、增殖相关的细胞因子释放以及细胞毒性作用的增强,最终导致其体内抑瘤活性显著增强。基于以上结果推测用亮氨酸和谷氨酸替代原来20和22位上的氨基酸提高了SAM-3或SAM-1与TCR-Vβ的亲和力,进一步激活更多SEC2特异性CD4+和CD8+T淋巴细胞,促进更多细胞因子的分泌以及细胞毒性的增强。
随后,本研究以野生型SEC2及其活性增强型突变体SAM-1为研究对象,对Ca2+/CaN(calcineurin)/NFAT(nuclear factor of activated T cells)信号转导途径在SEC2超抗原活性发挥过程中所扮演角色展开研究。通过CaN特异性抑制剂CsA的抑制作用,揭示CaN可能是超抗原活性发挥所必不可少的;进一步实验证明超抗原活性的强弱与CaN活性及其相关亚基的基因转录水平呈正相关。基于以上结果推测TCR/CD3→PLC→PKC→Ca2+→CaN→NFAT是超抗原活性重要的信号转导过程。而对超抗原作用途径和活性机制的研究则有利于提高超抗原的临床应用价值以及有效的规避毒副作用的产生。
此外,通过定点突变技术构建并纯化获得了参与SEC2中第二个Zn2+结合相关的突变蛋白,蛋白酶分析结果与T细胞增殖实验结果显示参与第二个Zn2+结合位点氨基酸残基的突变对于SEC2酶解稳定性以及超抗原活性没有显著影响。而在EDTA存在的条件下,通过检测多种金属离子对SEC2刺激小鼠脾淋巴细胞增殖活性的影响,表明尽管SEC2分子上的Zn2+结合位点对其自身的超抗原活性没有影响,但在SEC2发挥超抗原活性的过程中Zn2+可能通过其他途径来影响其超抗原活性。
最终,为了进一步检测SEC2超抗原活性发挥的作用机制,本研究通过分子生物学技术将SEC2的C端与GFP的N端通过连接肽相连,构建在原核生物表达载体pET28a上,得到pET28a-SEC2-GFP融合蛋白表达载体。同时以大肠杆菌BL21(DE3)为宿主菌,构建成异源表达SEC2-GFP融合蛋白的基因工程菌,经诱导后异源表达获得SEC2-GFP融合蛋白。进一步的检测结果表明该融合蛋白即具有SEC2的超抗原活性,又能发射易于检测的绿色荧光,可能有利于对SEC2在体内体外进行示踪,成为揭示其超抗原活性发挥机制的有效工具。