重组IL-33的克隆、表达及纯化

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目的:白细胞介素(Interleukin,IL)是十分重要的细胞因子家族。IL在调节细胞的生长和分化、免疫细胞的活化和分化、免疫应答的调节、炎症发生过程的诱导中起着很重要作用。至今发现的IL成员已经达到35个,被分别命名为IL-1~IL-35。IL-33属于IL-1家族成员,主要在内皮细胞、纤维母细胞、上皮细胞、平滑肌细胞表达,还可以在坏死细胞和活化的免疫细胞(如巨噬细胞)表达。IL-33在未受到炎性因子刺激情况下存在于细胞核内,作为核内定位因子起着转录调节的作用;而在受到炎性因子刺激的情况下可分泌至胞外,与孤儿受体ST2相结合,作为细胞因子激活淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞等产生Th2类细胞因子,起到调节Th2型免疫应答的作用。IL-33可以驱动Th0型细胞分化产生Th2型细胞因子来增强Th2型细胞介导的变态反应;还可以驱动淋巴细胞、肥大细胞和粒细胞等产生Th2型细胞因子和促炎因子。一方面,IL-33在细菌和病毒等的感染下,通过上调Th2型细胞因子,抑制Th1型细胞因子来达到清除细菌和病毒的目的,从而起到保护机体的作用。另一方面,IL-33在哮喘、类风湿关节炎等变态反应中,通过IL-33/ST2信号通路激活嗜酸性粒细胞、肥大细胞等产生促炎因子和Th2型细胞因子结合来达到加重变态反应的目的,从而起到损伤机体的作用。第三方面,IL-33在肿瘤发生发展、胚胎发育等病理生理过程中,通过IL-33/ST2信号通路刺激产生内源性NO来达到促进血管生存的目的,从而增加血管的通透性。基于IL-33/ST2信号通路在各类疾病中发挥的重要作用,可以通过促进或阻断IL-33/ST2信号传导来干预各种疾病在机体内的发生发展。以往研究对IL-33/ST2在各种疾病中的发生机制研究较为广泛,且取得了相应的成果。但对于通过制备抗体阻断或促进IL-33/ST2信号通路在疾病的应用的研究极少,因此,制备IL-33融合表达载体为疾病的诊断和治疗指明新的方向。本研究利用克隆、表达及鉴定的方法重组IL-33融合表达载体,为后期应用于临床奠定基础。  方法:1.从未经主动免疫的健康志愿者外周血分离PBMC,提取mRNA,从NCBI下载IL-33的mRNA序列,设计引物,采用反转录PCR技术扩增IL-33基因编码区。2.将扩增后的IL-33基因编码区与pET102/D-TOPO融合表达质粒连接,转化至大肠杆菌E.coli BL21,菌落PCR验证质粒是否插入IL-33目标片段,提取重组质粒DNA测序验证。3.将测序正确的重组质粒DNA转化至E.coli BL21,并进行小量表达, SDS-PAGE电泳分析筛选高表达量克隆子。4.将筛选到的高表达量IL-33克隆子用1mmol/L IPTG诱导表达,并进行Ni-NTA法纯化和复性。5.Western blot鉴定IL-33融合表达蛋白。  结果:1.PCR结果显示人外周血PBMC mRNA为模板扩增出一大小为800bp左右的片段,测序验证表明扩增的序列为IL-33 DNA片段。2.IL-33/pET102重组质粒测序验证显示插入片段为IL-33目标片段。3.SDS-PAGE电泳结果显示诱导表达后的IL-33融合蛋白在45kDa左右有一明显的条带,与目的蛋白的大小一致。4.采用Ni-NTA亲和纯化后利用SDS-PAGE电泳显示在45kDa处出现了单一条带,且与目的蛋白大小一致。5.Western blot鉴定表达的IL-33蛋白,结果显示表达的蛋白即为目的蛋白IL-33。  结论:1.成功扩增IL-33基因编码区,其大小为800bp。2.成功构建了人IL-33/pET102重组融合表达载体。3.成功表达并纯化了人IL-33/pET102重组融合表达蛋白。
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