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目的结核分枝杆菌全基因组测序完成后,研究者发现PE和PPE家族基因占结核分枝杆菌编码区的10%,并且在致病分枝杆菌与非致病的分枝杆菌中存在差异表达。PPE家族中的PPE37蛋白同时位于结核分枝杆菌毒力有关的RD区。本论文研究PPE37蛋白在结核分枝杆菌感染机体过程中发挥的免疫调节机制。方法1.利用生物信息学软件(uniprot、protparam、GOR4、SignaIP4.1、Bcepred、NetMHC3.2Server)分析PPE37蛋白的理化性质、二级结构及其B细胞/T细胞抗原表位等结构特征,从而预测PPE37蛋白在结核分枝杆菌感染机体过程中发挥的免疫调控机制。2.根据Gene Bank中登录的ppe37基因序列(序列号BX842578),设计(primerpremier5软件)并合成其引物。利用基因工程技术构建重组克隆载体pEasy E2-ppe37,经PCR、双酶切、基因测序证实无误后,克隆至表达载体pET30a。重组表达载体pET30a-ppe37经IPTG诱导表达后,利用SDS-PAGE、Western blot分析其表达形式。利用Ni-NTA琼脂糖柱对表达蛋白进行纯化,并通过AlpHaImager2200软件分析其纯化率。3.建立重组PPE37蛋白(浓度为100ng/mL、500ng/mL、5000ng/mL)刺激小鼠RAW264.7巨噬细胞模型,在24h、48h、72h分别收集细胞,提取总RNA,利用反转录引物反转录为cDNA。建立1000ng/mLLPS刺激巨噬细胞模型作为阳性对照组。利用基因工程技术构建细胞因子NF-κB、TNF-α、IL-6的标准质粒,并绘制标准曲线。利用Real-Time PCR检测上述各个组NF-κB、TNF-α、IL-6mRNA的表达量。结果1.生物信息软件分析证实PPE37蛋白结构稳定、亲水性强、无信号肽。在线软件Bcepred显示PPE37蛋白的B细胞优势抗原表位区域为191-192;288-294;332-336;376-387。在线软件NetMHC3.2Server显示PPE37蛋白的T细胞优势抗原表位区域为0-9;144-153;156-165;239-248。这些结果证明PPE37蛋白在结核分枝杆菌感染机体过程中能被B细胞/T细胞识别,从而发挥免疫调控机制。2.经PCR、双酶切、基因测序证实成功构建重组表达载体pET30a-ppe37。将其转化到E.coli BL21中,经IPTG诱导,重组蛋白以包涵体的形式大量表达。利用AlpHaImager2200软件分析经Ni-NTA琼脂糖柱纯化后的重组蛋白纯化率为96.2%。3.通过检测细胞因子NF-κB、TNF-α、IL-6mRNA表达量的变化,来观察PPE37蛋白对小鼠RAW264.7巨噬细胞的免疫学效应。浓度分别为100ng/mL、500ng/mL、5000ng/mL的重组蛋白刺激巨噬细胞,24h后Real-Time PCR检测结果显示与空白对照组相比NF-κB、TNF-αmRNA的表达没有影响(p>0.05),而IL-6mRNA的表达上调(p<0.05);48h后NF-κB、TNF-α、IL-6mRNA的表达显著上调(p<0.05);72h后NF-κB、TNF-α、IL-6mRNA的表达显著上调(p<0.05)。1000ng/ml LPS刺激巨噬细胞,24h、48h、72h均能使NF-κB、TNF-α、IL-6mRNA的表达显著上调(p<0.05)。这些差异表达证实ppe37蛋白能引起的巨噬细胞免疫应答反应。结论在结核分枝杆菌感染机体的过程中PPE37蛋白能够被B细胞、T细胞识别,从而发挥相应的体液免疫、细胞免疫反应。与此同时PPE37蛋白也可以通过调控细胞因子NF-κB、TNF-α、IL-6的表达引起巨噬细胞免疫应答反应。总之,PPE37蛋白在结核分枝杆菌感染机体的过程中发挥重要的免疫学效应。