雞肺表面活性蛋白A(chicken pulmonarysur-factant protein A,cSP-A)是Ⅱ型肺泡上皮細胞分泌的一種親水性糖蛋白,屬于C型凝集素家族中的一種[1].C型凝集素的共同特征在于:氨基(N)末端含有膠原樣結構域(collagen-like region,CLR)、羧基(C)端含有碳水化合物識別結構域,可與病原體和過敏原 結 合[2].cSP-A基 因 位 于 雞6號 染 色 體上,編碼區全長669bp,含222個氨基酸殘基(aa),分為5個結構域:N端區、CLR、未知區、莖區(neckdomain)和凝集素糖識別區(carbohydrate recogni-tion domain,CRD)[3].近年來,對SP-A蛋 白的免疫學功能的研究越來越深入,哺乳動物源SP-A已被證實可結合多種病原體,增強肺泡巨噬細胞的趨化作用和吞噬功能,誘導免疫細胞增殖,并刺激促炎細胞因子的產生[4].
雖然不同動物源的SP-A在功能上高度相似,但通過氨基酸序列比對卻發現:cSP-A與哺乳動物源SP-A的同源性僅有40%左右[5],cSP-A在雞體內的組織分布和臨床作用是否與哺乳動物源的SP-A一致尚不得而知[1],而且,從雞肺泡灌洗液獲取天然cSP-A蛋白的步驟較為繁瑣,費用昂貴,阻礙了cSP-A的臨床研究和應用。
本實驗室的前期工作已經對cSP-A的N末端和CRD分別進行了原核表達和多克隆抗體制備[6],但沒有涉及cSP-A全長基因的研究。本研究將 選擇pCold-TF載體進行cSP-A全基因的載體構建,以期在大腸桿菌中實現高效可溶性表達,并對純化產物進行生物學活性檢測,為進一步研究cSP-A的功能和臨床作用奠定基礎。
1材料與方法
1.1實驗動物與試劑
60日齡健康三黃雞1只購自安徽省某 雞 場。pMD19-T Simple、pCold-TF原核表 達 載 體 均 購 自寶生物工程(大連)有限公司。大腸桿菌DH5α和BL21(DE3)感 受 態、TRIzol試 劑 均 購 自 美 國In-vitrogen公司。反轉錄試劑盒購自普洛麥格生物技術有限 公 司。Phanta Max Super-FidelityDNA聚合酶購自南京諾唯贊生物公司。T4DNA連接酶、限制性內切酶NdeⅠ和SalⅠ均購自英國NEB公司。DL2000DNA ladder、凝膠回收試劑盒均購 自德國Qiagen公司。質粒小量提取純化試劑盒購自美國Axygen公司。His·Tag融合蛋白純化試劑盒購自德國Merck公司。10~250ku預染小分子質量蛋白質Marker購 自 美 國 熱 電 公 司。HRP標記的山羊抗小鼠IgG購自美國Sigma公司。ECL顯色發光試劑盒購自美國Piece公司。cSP-A的凝集素糖識別區多克隆抗體由本實驗室制備[6].純化的天然cSP-A蛋白由本實驗室制備[6-7].
1.2 RT-PCR
取健康雞肺組織100mg,加入TRIzol試劑提取組織mRNA,-80 ℃保存備用。參照GenBank中cSP-A登錄的全長序列(AF411083)設計了1對引物,上游 引 物:CCCAAGCAACCATGTTGTCT-TATT,下 游 引 物:CTAATATTCACAGACTGT-GAGGCGG.利用Oligo d(T)18引 物 對 雞 肺 組 織mRNA進 行 反 轉 錄 并 獲 得 其cDNA,然 后 進 行PCR,擴增程序:95℃ 5min;94℃ 30s,60℃ 50s,72℃ 1min,共30個循環;72℃ 10min;維持在10℃。PCR產 物 進 行 電 泳 鑒 定,回 收 目 的 條 帶,與pMD19-T Simple載 體 連 接,連 接 產 物 轉 化DH5α感受態細胞,涂布含100μg/mL氨芐青霉素(Amp)的LB平板,過夜培養,挑取陽性菌落進行PCR鑒定,并送蘇州金唯智生物科技有限公司測序。
1.3 cSP-A成熟肽基因的PCR擴增
在獲得cSP-A全長序列的基礎之上,設計1對引物 用 于 擴 增cSP-A成 熟 肽 全 長,上 游 引 物 為cSPA-55F:ATTCATATGCCATGCACAGAAC(下劃線處為NdeⅠ酶切位點),下游引物為cSPA-R:ATAGTCGACCTAATATTCACAG(下 劃 線 處 為SalⅠ酶切位點)。PCR反應條件:94 ℃ 2min;94℃ 30s,55℃ 30s,72℃ 1min,30個循環;72℃ 10min;10 ℃維持。PCR產物進行電泳 鑒定,回收目的條帶,-20℃儲存備用。
1.4重組表達載體的構建
利用限制性內切酶NdeⅠ+SalⅠ分別對目的基因的PCR產物和pCold-TF表達載體質粒DNA進行雙酶切,將純化回收的PCR產物與相應酶切的表達載體連接,轉化到大腸桿菌BL21(DE3)感受態細胞。PCR篩選陽性克隆,提取質粒DNA,送蘇州金唯智生物科技有限公司測序。
1.5重組蛋白的誘導表達、純化
將pCold-TF與pCold-cSPA均 轉 化 到BL21(DE3)感受態細胞中,37℃培養過夜。取少量利用不同濃度的IPTG進行誘導表達,16℃誘導24h后收集菌液,超聲波裂解,5000r/min離心10min,分別收取裂解上清和包涵體沉淀。利用His·Tag融合蛋白純化試劑盒純化。分別取上述少量蛋白質樣品,加入 等體積2×上樣緩 沖液,95 ℃加 熱處 理5min,同時將pCold-TF空載體菌誘導產物作為陰性對照。12%聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分析融合蛋白的表達情況。
1.6免疫印跡
分別取0.1、0.5和1μg的cSP-A純化產物,加入等量的2×上樣緩沖液,95℃加熱處理5min后,經SDS-PAGE分離,利用垂直轉印儀,將膠上蛋白質轉移至硝酸纖 維素膜(NC)上,經考馬斯 亮藍染色,將NC膜轉移到50g/L脫脂奶粉溶液中4℃封閉過夜。棄封閉液,TBST洗 滌后,加1∶1 000稀釋的cSPA-CRD小鼠多克隆抗體,室溫下反應2h,TBST洗滌3~5次,二抗為1∶5 000稀釋的HRP標記的山羊抗小鼠IgG,室溫作用1h,TBST洗滌3~5次,用化學發光試劑盒(ECL)進行顯色,在天能發光成像系統中成像分析。
1.7雞肺灌洗液的制備及天然SP-A蛋白的制備與純化
選取1.5kg左右的健康三黃雞,按150mg/kg體質量注射戊巴比妥進行麻醉,對雞頸部皮膚進行剝離,用手術刀做1cm縱切口,將連有醫用三通閥的灌洗裝置插入雞氣管內,一次性注入15mL滅菌PBS溶液,反復灌洗,收集洗液,經1 000r/min離心10min,收集上清即為肺部灌洗液。采用Maltose-agarose親和層析法[7]提取并純化雞肺灌洗液中的SP-A蛋白。
1.8抑菌活性檢測
采用單層瓊脂平板擴散法進行檢測,以純化的天然cSP-A蛋白作為對照。分別取巴氏桿菌、大腸桿 菌(CMCC44102)、甲 型 副 傷 寒 沙 門 菌(ATCC9150)、金 黃 色 葡 萄 球 菌(ATCC25923)、糞腸球菌(CMCC29212)于LB培養基平板劃線,37℃過夜培養?;罨蟮闹甘揪?∶100滴加到40℃左右滅活的LB培養液中,振蕩混勻,倒入滅菌的平板中,冷卻凝固后,用內徑7mm的打孔器分別在各指示菌平板上均勻打孔,依次加入1μg純化的天然cSP-A蛋白、1μgpCold-cSPA原核表達純化蛋白、1μgpCold-cSPA誘導表達產物、50μL無菌水(陰性對照)、50μL卡那霉素(100μg/mL)(陽性對照)。
2結果