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目的:构建、诱导表达重组免疫毒素mIL-21-LuffinP1,体外验证其生物活性和靶向性。通过小鼠日本血吸虫感染模型,观察重组免疫毒素mIL-21-LuffinP1对肝脏虫卵肉芽肿形成的抑制作用并研究其可能的作用机制,进一步搜寻和鉴定IL-21/Th17信号通路在血吸虫肉芽肿形成和发展中的作用。方法:采用基因工程技术将重组基因片段mIL-21-LuffinP1克隆入表达载体Pet32a(+)中,经酶切和DNA序列测定正确后,转化至表达宿主菌BL21中,经IPTG诱导表达mIL-21-LuffinP1融合蛋白。通过MTT和流式细胞术,体外检测重组毒素mIL-21-LuffinP1的细胞毒性和靶向性。通过小鼠日本血吸虫感染模型,病理学分析mIL-21-LuffinP1对肝脏虫卵肉芽肿形成的抑制作用,实时荧光定量PCR法检测小鼠肝脏中Th17相关细胞因子IL-17、转录因子ROR-γt和炎症趋化因子CXCL1、CXCL2mRNA表达水平。结果:成功构建重组免疫毒素表达载体Pet32a(+)-mIL-21-LuffinP1,并诱导蛋白表达。MTT法显示mIL-21-LuffinP1能够明显抑制表面高表达IL-21R的小鼠骨髓瘤细胞SP2/0的增殖,其抑制效应呈浓度依赖性增强,流式双染SP2/0细胞表面标记IL-21R和Annenix V,显示mIL-21-LuffinP1可以针对表面表达IL-21R细胞诱导细胞凋亡,即具有靶向性。以小鼠日本血吸虫感染模型,感染第四周开始尾静脉注射mIL-21-LuffinP1或LuffinP1,感染6周后剖杀小鼠,通过肝脏切片HE染色和肉芽肿面积统计分析,显示mIL-21-LuffinP1具有体内抑制肉芽肿病变的作用(P<0.05),而注射LuffinP1组小鼠肝脏肉芽肿病变程度与空白对照组相比无明显差异(P>0.05)。与空白对照组相比,虽然mIL-21-LuffinP1组小鼠肝脏炎症趋化因子CXCL1、CXCL2mRNA水平无明显差异(P>0.05),但炎性细胞因子IL-17mRNA水平明显降低(P<0.05)。值得注意地是,mIL-21-LuffinP1组小鼠肝脏中Th17上游转录因子ROR-γt mRNA水平并没有出现预期的降低趋势,相反,其mRNA水平总体呈上升趋势,且具有统计学差异(P<0.05)。结论:成功构建并表达纯化出重组免疫毒素mIL-21-LuffinP1,并验证其具有细胞毒性和靶向性;小鼠实验结果表明,重组免疫毒素mIL-21-LuffinP1可以明显抑制感染日本血吸虫小鼠肝脏肉芽肿的形成,其作用机制有可能是通过重组免疫毒素mIL-21-LuffinP1的靶向杀伤Th17细胞作用来阻断IL-21信号通路从而抑制Th17下游效应分子IL-17A水平,最终抑制肉芽肿炎症反应。