Effects of pure microcystin-LR on the transcription of immune related genes and heat shock proteins in larval stage of zebrafish (Danio rerio)

Microcystins (MCs) are cyanobacterial toxins in water blooms that have received increasing attention as a public biohazard for human and animal health. Previous studies were mainly focused on the toxic effects on adult fish, rather than juvenile or larvae, and the response of fish immune system were usually neglected. This paper presents the first data of the effects of microcystin-LR (MC-LR) on transcription of several genes essential for early lymphoid development (Rag1, Rag2, Ikaros, GATA1, Lck and TCR alpha) and heat shock proteins (HSP90, HSP70, HSP60, HSP27) in zebrafish larvae. Relative changes of mRNA transcription were analyzed by real time PCR. The transcription of Rag1, Rag2, Ikaros, GATA1, Lck and TCR alpha were up-regulated when following exposure to 800 mu g/L MC-LR, which may indicate that specific lymphocytes differentiation and TCR/lg arrangement are induced to counteract the toxic effects of MC-LR. It was also interesting to note the dramatically increased transcription of HSP90. HSP70, HSP60 and HSP27, which may indicate their important roles as molecular chaperones under oxidative stress. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

白介素4-绿脓杆菌外毒素重组免疫毒素的构建与活性研究

白介素-4受体（IL-4R）在实体瘤和血癌等许多肿瘤细胞表面表达量很高构建导向IL-4R的免疫毒素，是研究肿瘤治疗的一个重要方向。天然IL-4分子N末端和C末端含有很多与受体结合的活性位点，为了降低连接蛋白毒素时对这些位点的影响，将天然IL-4分子的N端和c端用寡肚GGNGG相连，并在非活性部位形成新的开口，构建了cpIL-4；为了进一步提高cpIL-4与IL-4R的亲和力，通过重叠PCR引入13位点突变，得到cpIL-4（13D）；为了增强IL-4免疫毒素对淋巴细胞的选择性，在121位引入点突变，得到cpIL-4（13D121E）。将上述三种重组IL-4分子分别于大肠杆菌表达系统进行表达。ELISA分析表明，三种重组蛋白均可与人IL-4抗体特异性结合。由于PE的DNA序列的GC含量很高，很难用常规手段进行改造，本文采用特殊条件的PCR反应和酶切反应进行绿脓杆菌外毒素PE的改造，得到PE38KDEL，并于大肠杆菌表达系统进行表达。其特点是分子量较小，不含结合区，C末端氨基酸KDEL有利于提高其跨膜能力和细胞毒作用。将靶向分子分别与毒素分子相连，得到三种免疫毒素：cpIL4-PE38KDEL，cpIL4（13D）-PE38KDEL，cpIL4（13D121B）-PE38KDEL。将之分别于表达载体pET32a（＋）进行表达，目的蛋白表达量均约为菌体总蛋白的30％。western blotting分析表明，诱导后表达的三种IL-4免疫毒素均可与hIL-4抗体特异性结合。采用Ni-NTA亲和层析和阴离子交换层析纯化上述三种IL-4免疫毒素，纯度均在95％以上。用MTT法检测其细胞毒作用，结果显示，免疫毒素cpIL4（13D）-PE38KDEL可特异性地靶向产生IL-4R的细胞株，＿且其活性与未突变的免疫毒素cpIIL4-PE38KDEL相比有2-3倍的提高；免疫毒素cpIL4（13D121E）-PE38KDEL对表达I型IL-4R的淋巴瘤细胞结合力较强，对表达II型IL-4R的内皮细胞结合力较弱，因此对淋巴瘤具有一定的选择性，这对于提高药物疗效，降低血管渗漏症等毒副作用具有重要意义。

Anti-HER-2-SEC2融合免疫毒素的构建和活性研究

以PCR技术从金黄色葡萄球菌基因组DNA中首次克隆编码成熟SECZ蛋白的全基因sec2。该基因共717bp，编码239个氨基酸，Genbank Accession number：AY450554。构建了SEC2的表达载体pET-28a-sec2，并在大肠杆菌BL21（DE3）中高效表达可溶性rSEC2蛋白。经亲和层析纯化，其纯度在95％以上，平均回收量为每升培养物40mg。纯化的rSEcZ保持了与野生型相当的生物学活性。以限制性核酸内切酶连接技术分别将两个抗人表皮生长因子受体HER-2单链抗体基因通过DNA Linker与sec2融合，构建融合基因b-l-sec2和ml小sec2，并以两种方式表达纯化。以pET-32a表达载体在E，coliAD494（DE3）中以氨基端融合大肠杆菌硫氧还蛋白（TrxA）形式高效表达融合蛋白TRX-B-L-SEC2和TRX-ML-L-SEC2，经亲和层析纯化，并以肠激酶切割得到成熟融合免疫毒素B-L-SEC2和ML-L-SEC2，其纯度在95％以上，平均回收量为每升培养物smg；以构建的新型表达载体pASK-75-EX在E.coliBL21（ED3）中以不溶性包涵体形式表达融合免疫毒素蛋白，经变性、纯化和复性后得到具有生物学活性的融合免疫毒素，其纯度在95％以上，平均回收量为每升培养物30mg。以两种方式制备的融合免疫毒素都保持了SECZ蛋白的免疫原性，都能有效刺激人外周血单个核细胞的增殖，并且都显示出在体外与HER-2过表达的乳腺癌细胞SK-Br-3特异性结合能力，具有显著的靶向性抑瘤作用。用PcR方法扩增了编码TrxA蛋白的基因trxA并克隆至表达载体pET-28a启动子上游，构建了一种在单质粒中利用两个相同的启动子游离共表达硫氧还蛋白与目的蛋白的表达载体。利用该载体可使TrxA与外源蛋白在大肠杆菌BL21（DE3）中以非融合形式高效共表达。共表达的TrxA可明显促进外源蛋白单链抗体ML3.9（scFv-ML）、3一轻基苯甲酸-6-单加氧酶（3HBA）的可溶性表达；并明显减少肠毒素C2（SEC2）、结核杆菌螺旋酶A亚基（GYRA）的包涵体表达。