Preliminary study on mouse interleukin-21 application in tumor gene therapy

lnterleukin-21(IL-21)is a recently characterized T cell-derived cytokine with a significant homology to IL-2,IL-4 and IL-15.To determine whether IL-21 has broad immunoregulatory activity and can stimulate durableantitumour responses,we constructed mouse IL-21(mIL-21) recombinant plasmid and evaluated its antitumorefficacy.Mouse IL-21 cDNA was amplified from Con A-activated mouse T cells by RT-PCR.RecombinantpcDNA3.1/mIL-21 was constructed and transfected into Sp2/0 cells.Mouse IL-21 expression was analyzed byWestern blotting and its activities were detected by ~3H-TdR incorporation and MTT assay.The recombinantpcDNA3.1/mIL-21 was injected s.c.into tumor lump.Tumor size,weight,the activities of CTLs,NK cells andLAK cells and serum IFN-γ,level were measured for evaluating mIL-21 mediated antitumor responses.Theresults indicated that mIL-21 was correctly expressed in Sp2/0 cells and it can improve the proliferation of Tcells and B cells,and enhance NK cytotoxic activity in vitro.The activities of CTL and NK cells,and serumIFN-γlevel were significantly improved,furthermore the tumor growth was obviously suppressed inpcDNA3.1/mIL-21 treated mice.However,the LAK activity did not alter significantly.Taken together,thisstudy suggests that the injection with recombinant plasmid containing mIL-21 is a potential approach fortumor gene therapy.Cellular & Molecular Immunology.2004;1(6):461-466.     

小鼠白细胞介素21 cDNA的克隆及真核表达质粒的构建

目的：克隆小鼠自细胞介素2l(IL-21)基因，构建真核表达质粒，用以进行肿瘤的基因治疗。方法：用RT-PCR法。从ConA活化的小鼠T细胞中扩增IL-21 cDNA。克隆人哺乳动物细胞高效表达质粒pcDNA3．1中，构建重组mIL-21真核表达质粒。重组体用载体上的通用引物和PCR下游引物为测序引物，鉴定克隆的正确性。将已鉴定的重组质粒用脂质体法转染Sp2／0细胞，用RT-PCR法鉴定转染细胞中IL-21基因的表达，用MTT比色法检测表达的mIL-21诱导的NK细胞杀伤活性的增强。结果：正确构建了重组真核表达质粒pcDNA3．1／mIL-21，并在转染的细胞中检测出IL-2l的表达，表达的mIL-21可在体外增强NK细胞的杀伤活性：结论：成功地构建了重组真核表达质粒pcDNA3．1／mIL-21，为进一步在肿瘤动物模型中进行IL-21基因治疗及疗效观察奠定了基础.     

小鼠IL-1α多克隆抗体的制备及应用

目的:构建小鼠白细胞介素-1α原核表达载体,表达并纯化IL-1α蛋白,制备兔抗鼠IL-1α多克隆抗体,并对抗体特性进行初步的鉴定。方法:利用RT-PCR技术,从BALB/c小鼠脾脏cDNA中扩增出IL-1α的全长基因,酶切后连接至pET32a(+)原核表达载体,重组载体测序正确后转化至BL21(DE3)大肠杆菌。利用蛋白质原核表达自动诱导方案成功表达重组蛋白。重组蛋白经电洗脱纯化后用以免疫新西兰大白兔,获得了抗小鼠IL-1α的多克隆抗体,ELISA检测抗体效价。Western blot和流式细胞术(FCM)检测抗血清的特异性。结果:成功构建了重组表达载体pET32a(+)-IL-1α,表达的重组蛋白纯化后免疫新西兰大白兔,得到的多克隆抗体ELISA显示抗体效价可达1∶25 600。Western blot和FCM分析该抗体能特异性结合IL-1α。结论:利用重组的IL-1α蛋白成功制备了高效价、高特异性的兔抗IL-1α抗体,为进一步研究IL-1α的生物学功能奠定了基础。     

小鼠白细胞介素17A的原核表达及对RAW264.7细胞分泌炎症因子的影响

目的 在大肠杆菌中高效表达与纯化小鼠白细胞介素17A(mIL-17A),并研究其对巨噬细胞分泌炎症因子的影响.方法 以活化的脾细胞为模板,通过RT-PCR法扩增小鼠IL-17a基因的编码序列,构建重组表达质粒pET28a/mIL-17a,并在大肠杆菌(E.coli)中诱导表达,经亲和层析获得纯化的mIL-17A蛋白.以mIL-17A蛋白刺激体外培养的鼠巨噬细胞RAW264.7,72 h后应用realtime PCR法分析IL-6、巨噬细胞炎症蛋白1(Ccl3)、巨噬细胞炎症蛋白2(Cxcl3)、β防御素2(defensinβ2)的mRNA表达量,并用ELISA法检测培养上清中Ccl3、Cxcl3、IFN-γ、IL-4及IL-6的蛋白质表达水平.结果 在E.coli中成功高效表达了有生物活性的IL-17A蛋白,可促进体外培养的RAW264.7细胞IL-6、Cxcl3、defensin β2 mRNA的表达,并能促进Ccl3、Cxcl3、IFN-γ、IL-4以及IL-6蛋白的表达.结论 成功表达并制备了具备生物学活性的mIL-17A,该蛋白具有刺激巨噬细胞表达趋化因子、防御素及细胞因子的能力.     

大鼠β细胞素蛋白的表达、纯化及生物学活性鉴定

目的:获得大量重组大鼠β细胞素并检测其活性。方法:用PCR法从大鼠肾组织中扩增534bp的β细胞素基因片段,并按读框克隆到原核表达载体pET28a( )中。以构建的重组质粒pET28a-rBTC转化大肠杆菌BL-21(DE3)菌株,在IPTG诱导下表达β细胞素蛋白,表达产物用SDS-PAGE和Westernblot检测。采用镍柱亲和层析法纯化目的蛋白。结果:经IPTG诱导后,在大肠杆菌中可表达相对分子质量Mr为20000的目的蛋白。目的蛋白主要以包涵体的形式表达;表达量约占菌体蛋白总量的20%～30%。表达的目的蛋白与抗His标签抗体具有良好的反应性。结论:大鼠β细胞素基因在PET表达系统中得到高效表达;蛋白复性后能有效地促进NIH3T3细胞的体外增殖。     

白细胞介素-24基因重组表达载体的构建及原核表达

目的：构建人白细胞介素-24(hIL-24)基因的表达载体并在大肠杆菌中表达。方法：用PCR从质粒TRAP-IL-24中扩增hIL-24 cDNA片段，并将该片段插入pGEX-KG原核表达载体中，实现插入基因的融合表达。用SDS-PAGE和Western blot对表达产物进行鉴定。采用MTT法检测GST-IL-24融合蛋白的生物学活性。结果：酶切结果证实，成功地构建了pGEX-KG-IL-24原核表达载体，并在大肠杆菌中获得稳定的表达，表达产物的相对分子质量(M1)同预期值相-致。GST-IL-24融合蛋白能够抑制THP-1细胞的生长。结论：成功地构建了重组表达载体pGEx-KG-IL-24，并在E．coli BL21中表达了具有生物学活性的GST-IL-24融合蛋白，为下-步研究人IL-24的功能奠定了基础。     

小鼠白细胞介素23基因在毕赤酵母中的诱导表达及初步活性研究

目的:克隆小鼠白细胞介素23(mice interlecukin-23,mIL-23)基因,构建高效稳定的毕赤酵母表达菌株,并对得到的蛋白进行生物活性的初步测定。方法:采用聚合酶链式反应(PCR)技术从pcDNA3-mIL-23上分别扩增获得IL-23的两亚基p19和p40,并通过重叠PCR(over-lap PCR)技术获得含有连接子的p1940,构建pPICZαA-IL-23重组质粒;采用甲醇诱导毕赤酵母表达重组蛋白,MTT方法检测诱导表达蛋白的促淋巴细胞增殖情况。结果:SDS-PAGE分析显示在诱导24小时和36小时后的上清及24～96小时的沉淀中均可以检测到约70 kD的诱导条带。Western blot印迹法证实了重组蛋白为特异性蛋白。上清和沉淀中表达的重组蛋白IL-23能促进外周血单个核细胞的增殖,OD570 nm分别达到(0.235±0.029)和(0.216±0.035),而未刺激的对照组只有(0.135±0.008)和(0.164±0.017)。结论:成功构建出mIL-23的酵母表达载体,诱导产生的蛋白可以明显地促进外周血单个核细胞的增殖。     

糖基化磷脂酰肌醇修饰的小鼠IL-21瘤苗抗肿瘤效应及其机制初探

目的 构建糖基化磷脂酰肌醇(glycosyl phosphafidylinositol,GPI)修饰的小鼠IL-21瘤苗,并对此瘤苗的抗肿瘤效应及其机制作初步探讨.方法 通过重叠PCR方法获得IL-21-GPI融合基因并将其插入空载体pcDNA3.1.将鉴定过的重组载体以脂质体法转染B16F10细胞制成瘤苗,细胞间接免疫荧光法及流式细胞仪检测转染瘤细胞膜表面IL-21的表达,通过对小鼠脾细胞的增殖作用鉴定表达的IL-21的生物学活性.将瘤苗接种小鼠后,通过观察小鼠肿瘤体积和生存率分析瘤苗的抗瘤性,并检测了瘤苗免疫鼠的细胞免疫活性.结果 正确构建了pcDNA3.1/IL-21-GPI重组载体,膜表达的IL-21有良好的生物学活性,制备的瘤苗能发挥抗肿瘤效应,其机制与免疫鼠细胞免疫活性增强有关.结论 成功构建了具有抗肿瘤活性的GPI修饰的IL-21瘤苗,为其进一步抗肿瘤免疫治疗研究奠定了基础.     

mIL-21基因治疗小鼠肿瘤及其机制的初步研究

建立小鼠Sp2/0皮下肿瘤模型,以我们构建并鉴定过的真核表达质粒peDNA3.1/mIL-21在瘤体内直接注射,考察mIL-21基因治疗对小鼠Sp2/0肿瘤的疗效。结果显示pcDNA3.1/mIL-21质粒治疗对小鼠皮下Sp2/0肿瘤有一定的生长抑制作用,CTL和NK细胞毒活性明显增强,IFN-γ分泌升高显著,但抗体无明显升高。表明mIL-21基因治疗的抗肿瘤效应,可能和细胞免疫功能增强有关。     

人FGF12融合蛋白在大肠杆菌中的高效表达

目的：在原核表达系统中获得高效表达的人成纤维生长因子12融合蛋白。方法：采用逆转录PCR方法获得hFGF12 cDNA，将其连接到pET 28a原核表达载体，转化入BL21(DE3)菌中表达，经金属螯合亲和层析法和肝素亲和层析法纯化，以刺激NIH 3T3成纤维细胞增殖实验；测定纯化的hFGFl2融合蛋白活性。结果：表达产物经SDS-PAGE电泳，在Mr31000附近新增一条明显区带，与预期的相对分子质量相符。重组融合蛋白能刺激NIH3T3细胞增殖。结论：在大肠杆菌中表达了具有促有丝分裂活性的融合蛋白。     

小鼠PD-1胞外段的克隆、原核表达及活性分析

目的小鼠PD-1胞外段(ePD-1)原核表达载体的构建、表达、纯化及其生物学效应初步研究。方法应用小鼠脾细胞总RNA,采用RT-PCR克隆PD-1胞外段基因,将其重组到原核表达载体pGEX-4T-1中,构建原核表达载体pGEX-4T-1-ePD-1,转化至E.coli DH5α,筛选阳性菌落,进行酶切及测序鉴定。将测序正确的重组表达质粒pGEX-4T-1-ePD-1转化至E.coli BL21(DE3)中,经IPTG诱导表达后,对表达产物进行SDS-PAGE和Western blot检测,同时通过蛋白质纯化仪纯化GST-ePD-1融合蛋白。利用流式细胞术和Alamar Blue法,检测纯化的PD-1胞外段融合蛋白对淋巴细胞增殖的影响,评价其生物学活性。结果成功构建重组质粒pGEX-4T-1-ePD-1,并在E.coli BL21(DE3)中获得了成功表达,利用蛋白质纯化仪得到纯化的GST-ePD-1融合蛋白。流式细胞术和Alamar Blue法结果均显示,不同浓度的融合蛋白作用于混合淋巴细胞,与阴性对照相比,可明显促进淋巴细胞的增殖。结论成功地克隆、表达和纯化了小鼠ePD-1蛋白,纯化的重组蛋白可有效促进淋巴...     

Secretion of biologically active human epidermal growth factor from Escherichia coli using Yersinia pestis Caf1 signal peptide.

BACKGROUND AND PURPOSE: The Caf1 secretion pathway of Yersinia pestis is one of the most well-characterized export machineries. To facilitate the secretion of human epidermal growth factor (hEGF) in Escherichia coli, a DNA fragment containing the synthetic gene for hEGF was joined to a sequence encoding the signal peptide of Yersinia pestis Caf1 protein. METHODS: The gene for hEGF was synthesized by overlapping polymerase chain reaction technique and was placed under the control of the caf1 gene promoter in the recombinant plasmid pHL401 which was used to transfect E. coli BL-21 for production of hEGF. The biological function of recombinant hEGF was measured by estimating its ability to stimulate the proliferation of human embryonic kidney-293 cells. RESULTS: The results indicated that the expressed hybrid protein was processed during the secretion process. The majority of the mature hEGF was recovered from the periplasm and medium fractions, with a small amount of the expressed hEGF deposited in the cytoplasm. Furthermore, it was found that the cell proliferation was enhanced by the recombinant hEGF. CONCLUSION: These results suggested that the recombinant hEGF was successfully secreted through the inner membrane of cells into the periplasm and then through the outer membrane into the medium via the action of the signal peptide of Y. pestis Caf1 in E. coli. The mitogenic activity of hEGF in cells was demonstrated.     

小鼠IL-12受体β2胞内区蛋白表达及多抗制备

从ConA刺激的小鼠脾细胞中抽提总RNA,用RT-PCR的方法克隆出小鼠IL-12R β2亚基胞内区基因。再将其插入到原核表达载体pGEX-4T-1中,转化宿主菌BL-21(DE3),用IPTC诱导宿主菌表达蛋白。SDS-PAGE分析结果表明,蛋白主要存在于包涵体中。利用割胶回收的方法纯化目的蛋白,免疫兔子制备多抗。经ELISA检测,证明免疫后兔血清中有高滴度的针对IL-12Rβ2亚基胞内区的抗体。     

尿激酶型纤溶酶原激活因子cDNA的克隆与原核表达

目的构建尿激酶型纤溶酶原激活因子（uPA）原核表达质粒,并在大肠埃希菌BL21中表达,为进一步研究uPA奠定基础。方法应用逆转录RT—PCR,从人肝细胞cDNA中扩增人尿激酶型纤溶酶原激活因子基因序列,与原核表达质粒pET32a重组,获得表达质粒uPA—pET32a。用氨苄青霉素平板筛选转化子。双酶切与DNA测序进行鉴定,用IPTG诱导表达,并用Westernblotting进行鉴定。结果从肝细胞cDNA中扩增的uPA基因片段长1296bp,酶切及DNA测序证实uPA-pET32a重组质粒构建正确,表达融合蛋白分子量约为68900Mr,经Western blotting证实为目的蛋白。结论成功构建了重组原核表达质粒uPA—pET32a。并能在大肠埃希菌内表达,所表达的融合蛋白分子量大小与预期的相一致．为进一步的研究奠定了基础。     

血管形成抑制因子tumstatin45-132的基因克隆、表达和生物学活性

目的: 克隆人tumstatin全长编码区基因及编码tum statin45-132的基因, 在大肠杆菌中表达。方法: 采用RT PCR从人胚肾细胞系 293细胞中克隆人的tumstatin全长编码基因, 继以PCR扩增tumstatin45-132 (45 -132位氨基酸 )编码基因, PCR产物克隆到pBV220载体中, 测序证实后, 转化E.coliBL21, 于 42℃进行热诱导表达。用SDS -PAGE分析表达产物, 对重组蛋白纯化后用内皮细胞增殖试验测定其生物学活性。结果: RT- PCR扩增出tumstatin全长编码基因, 以PCR扩增出tumstatin45-132的编码基因, 经序列分析证实与GenBank中的序列完全一致。以含有tumstatin45-132编码基因的表达载体转化E.coliBL21后, 可表达出相对分子质量(Mr)为 9 600的重组蛋白。表达产物的蛋白量占菌体蛋白量的 10%, 纯化后能抑制内皮细胞的增殖。结论: 成功克隆全长tumstatincDNA, 并在大肠杆菌中表达重组tumstatin45-132蛋白, 证实其具有抑制内皮细胞增殖的活性。     

Marking IL-4-producing cells by knock-in of the IL-4 gene

IL-4 is a cytokine which can be expressed by a number of cell types including Th2 cells, mast cells and a population of CD4+ NK1.1+ NK T cells. Although phenotypic markers exist for identifying each of these cell types, there is at present no known cell surface marker common to all IL-4-producing cells. Using gene targeting in embryonic stem cells, we have modified the IL-4 locus by knock-in of a transmembrane domain to generate mice that express a membrane-bound form of IL-4 (mIL-4). Flow cytometry using an IL-4-specific mAb allowed the detection of IL-secreting Th2 cells, mast cells and NK T cells from mIL-4 mice. Furthermore, the analysis of immune responses in mIL-4 mice following immunization with anti-CD3 and anti-IgD has allowed us to identify distinct subpopulations of IL-4-producing NK T cells. Thus, the expression of IL-4 in a membrane-bound form provides a novel method for the identification and characterization of IL-4-producing cells.     

细粒棘球绦虫重组质粒pGEX-Eg95的构建及其在大肠杆菌BL21（DE3）中的表达

目的构建细粒棘球绦虫重组质粒pGEX-Eg95,并研究该质粒在大肠杆菌BL21（DE3）中的表达。方法超声粉碎细粒棘球蚴组织提取总RNA,通过RT—PCR扩增Eg95抗原编码基因;克隆至原核表达载体pGEX—1λT,构建重组质粒pGEX-Eg95;转化大肠杆菌BL21,经异丙基硫代-β—D-半乳糖苷（IPTG）诱导表达后用SDS-PAGE和Western blowing对表达产物进行分析和鉴定。结果RT-PCR扩增出471bp的Eg95抗原编码基因;双酶切证实Eg95抗原编码基因成功插入pGEX-1λT中;SDS-PAGE分析显示表达产物为相对分子质量约42500的重组蛋白,与预期结果一致,表达的蛋白约占菌体总蛋白的21％;Western blot鉴定显示重组蛋白能被细粒棘球蚴感染鼠血清识别。结论成功构建了细粒棘球绦虫重组质粒pGEX-Eg95,该质粒在大肠杆菌BL21中获得了高效融合表达,表达的融合蛋白具有特异的抗原性。     

人重组IL-17/His蛋白的原核表达、纯化及其生物学活性

目的:研究人IL-17的体外生物学活性。方法:采用RT-PCR的方法克隆得到了hIL-17基因序列。将测序正确的人IL-17基因装入PQE3.0原核表达载体构建重组载体hIL-17/PQE3.0。该重组载体导入宿主菌M15,经异丙基β-D硫代半乳糖苷(IPTG)诱导产生IL-17/His融合蛋白,并经West-ernblot实验确认。结果:原核表达的hIL-17/His重组蛋白经变性、复性后,利用HiTrapTM亲和层析得到纯品蛋白。体外活性实验表明,该融合蛋白具有刺激人宫颈癌细胞株HeLa分泌IL-6和GM-CSF的作用。结论:制备了具有生物学活性的IL-17/His重组蛋白,为进一步研究该分子在自身免疫疾病等方面的作用奠定了基础。     

人OX40L在BL-21大肠杆菌中的表达和生物学功能研究

目的：克隆和表达人可溶性OX40L重组蛋白(sOXdOL)，探讨OXdOL信号在T细胞对乳腺癌细胞反应中的协同刺激效应。方法：运用基因工程技术在大肠杆菌中表达人重组融合蛋白GST-sOX40L，Western blot分析表达蛋白的特异性；采用体外T细胞和乳腺癌细胞混合培养体系，观察对T细胞生长和增殖的影响。结果：构建了GST-sOX40L原核表达体系，从而进行重组蛋白的有效表达；纯化的重组蛋白通过免疫印迹分析能被特异性单抗识别，并在体外培养体系中显示出协同刺激T细胞对乳腺肿瘤细胞的反应性：促进T细胞生长、增殖以及IL-2的分泌。结论：成功地研制了具有生物学活性的sOX40L，为体外激发肿瘤特异性T细胞提供良好的物质基础。     

IL-21 limits NK cell responses and promotes antigen-specific T cell activation: a mediator of the transition from innate to adaptive immunity

IFNalpha/beta, IL-12, and IL-15 regulate NK cell activation and expansion, but signals triggering resolution of the NK response upon induction of adaptive immunity remain to be defined. We now report that IL-21, a product of activated T cells, may serve this function. Mice lacking IL-21R (IL-21R(-/-)) had normal NK cell development but no detectable responses to IL-21. IL-21 enhanced cytotoxic activity and IFNgamma production by activated murine NK cells but did not support their viability, thus limiting their duration of activation. Furthermore, IL-21 blocked IL-15-induced expansion of resting NK cells, thus preventing the initiation of further innate responses. In contrast, IL-21 enhanced the proliferation, IFNgamma production, and cytotoxic function of CD8(+) effector T cells in an allogeneic MLR. These observations suggest that IL-21 promotes the transition between innate and adaptive immunity.