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人白细胞介素-37(Interleukin-37,IL-37)属于IL-1家族,处于人类2号染色体的IL-1家族基因簇上。IL-37是已知为数不多的具有炎症抑制功能的细胞因子之一,其表达水平的变化与多种炎症及免疫性疾病的发生发展及预后相关。有关于系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)患者IL-37表达水平研究显示,与正常对照比较,SLE患者血清IL-37水平明显增高。另有研究发现类风湿关节炎患者的血浆IL-37表达水平显著高于正常对照。除此之外,Boraschi等人发现IL-37在人冠脉和颈动脉粥样硬化斑块的泡沫细胞中高表达,揭示在动脉粥样硬化性疾病的进展中IL-37可能充当一定角色。此外,最近的一系列研究发现IL-37蛋白或mRNA的表达水平增高与炎症性肠病、格林巴利综合征、慢性乙肝、病态肥胖、甲状腺功能亢进和强制性脊柱炎的发生发展密切有关。值得注意的是,近期一项针对人免疫缺陷病毒(Human immunodeficiencyvirus1,HIV-1)感染人群的队列研究表示,与正常人外周血单核细胞(Peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)中IL-37 mRNA水平相比,HIV感染者PBMCs中稳态IL-37 mRNA表达水平明显升高。此外,HIV-1感染者血浆中单核细胞炎性标记物sCD14表达水平与其PBMC中IL-37 mRNA表达水平呈正相关。此项研究还观察到HIV储存库(PBMCs中总HIV-1DNA)与PBMC中IL-37mRNA表达水平具有显著相关性。 目的: 1.比较HIV感染者与正常人群血浆IL-37、IP-10等细胞因子表达水平差异,分析HIV感染者血浆IL-37表达水平与外周血CD4+T细胞数量及外周血HIV RNA的相关性; 2.构建人IL-37原核表达载体,对其进行诱导表达并建立IL-37原核重组蛋白纯化技术,并在分子和细胞水平鉴定IL-37重组蛋白的部分生物学性质,包括:IL-37重组蛋白是否能够抑制THP-1/A549细胞对炎症刺激因子的应答;IL-37重组蛋白是否保留与其受体IL-18Rα特异性结合的能力,为利用动物疾病模型研究IL-37的炎症抑制功能奠定一定的基础。 方法: 1.酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定HIV感染者及健康对照人群血浆中IL-37、IL-10、IP-10:将特异性识别各细胞因子的捕获抗体包被到酶标板上,4℃孵育过夜;洗板3次后加入封闭液,室温孵育1h;血浆以(原液∶PBS)1∶2稀释,标准品按说明书稀释到不同浓度,各加入酶标板不同孔洞中,以稀释液作为空白对照,然后室温孵育2h;总计洗板5次后加入检测工作液(检测抗体和HRP标记的二抗),随后室温孵育1h;总计洗板7次后加入显色底物,置于室温孵育30min,然后加入终止液结束反应,用酶标仪在450nm波长处检测后分析结果。 2.IL-37变体重组蛋白原核表达载体的构建、诱导表达以及纯化操作:通过PCR从pCDH-hIL-37-T2A-copGFP载体上扩增出人IL-37的基因,使用pET-19b质粒,构建IL-37的原核表达载体,并在E.coli BL21(DE3)中经IPTG诱导表达N端带有6个组蛋白(His6)标签的融合蛋白,利用镍离子亲和层析柱纯化得到IL-37的重组蛋白,并使用SDS-PAGE和Western Blot(使用Anti-His和Anti-IL37单克隆抗体)对重组蛋白进行鉴定,并对IL-37进行部分生物学功能分析。 结果: 1.本研究比较了HIV感染者和正常人群血浆IP-10、IL-10和IL-37表达水平,结果显示:HIV感染者血浆中IP-10和IL-37表达水平显著高于正常人群,而IL-10在HIV感染者和正常人群中无明显差异;对HIV感染者IP-10、IL-10和IL-37水平与CD4+T细胞计数作相关性分析发现,血浆中IP-10、IL-10和IL-37水平与CD4计数均不具有明显相关性。 2.本实验构建了E.coli重组表达载体pET-19b-His6-hIL-37:在E.coli中实现了IL-37的高效诱导表达,初步建立了IL-37蛋白纯化工艺,利用该工艺路线我们从细菌诱导物中获得高纯度的IL-37蛋白。进行IL-37相关功能分析表明,在细胞培养液中加入一定量的IL-37重组蛋白后,使用LPS和IL-1β分别刺激人巨噬细胞系THP-1细胞和人肺上皮细胞系A549细胞,炎症因子IL-6的表达水平受到一定程度抑制,且我们纯化得到的IL-37重组蛋白保留了与其受体IL-18Rα特异性结合的能力。 结论: 我们的研究揭示,与正常对照组比较,HIV感染者血浆中IP-10、IL-37水平显著高于正常人群,提示IL-37介入到了人体对HIV的感染的免疫应答中。此外,所获大肠杆菌来源的IL-37重组蛋白具有一定生物学活性。以上研究结果为进一步研究IL-37的免疫调控机制营造了良好的条件。