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三叶因子家族是含有一个或多个三叶结构域的一类蛋白。三叶结构域由38-39个氨基酸组成,其中六个半胱氨酸残基之间按1-5,2-4,3-6的交连方式形成三对二硫键,三个二硫桥形成三个环,就像三片叶子一样。已发现人三叶因子3对胃肠道粘膜有保护和修复作用,为深入研究三叶因子的作用机理,本文设计了一系列实验,首先是利用酵母菌表达、纯化出大量的重组TFF3蛋白。然后分别通过体内动物实验和体外的细胞实验研究TFF3在生物体内的功能。通过使用蛋白质组学的手段,研究TFF3对细胞体内各蛋白质表达的影响,进而推理其作用机理。
通过PCR方法从人胎儿消化道系统cDNA中克隆了hTFF3基因并插入pHIL-D2质粒载体,电击转化到甲醇营养型酵母GS115中,经MD和MM平板筛选得到高拷贝插入的重组菌株,表型为His+Mut+。WesternBlotting、SDS-PAGE电泳等实验证明表达产物存在于表达酵母菌体中,蛋白可以和hTFF3多抗结合。在摇瓶表达培养基中以甲醇诱导外源基因的表达,破碎酵母菌体后,总蛋白经50kDa和3kDa超滤膜纯化后再经SP-SepharoseFastFlow及SephadexG25几步纯化后,得到分子量约13kDa的蛋白,蛋白质N-端测序五个氨基酸序列为EEYVG,与天然hTFF3一致,经质谱测定和氨基酸组成分析结果与预测值基本相同。同时研究了转化子生长的培养条件对人三叶因子3表达的影响。结果表明转化子在生长阶段加入甘油生长旺盛,培养14h后OD600就可达到5.0。在100mL生长培养基上的菌液以1∶1接入诱导培养基时蛋白表达量最高;转化子在1%的甲醇、pH6.0、摇瓶转速240r/min的条件下诱导48h,菌体密度OD600为15,目的蛋白表达量达到20-25mg/L。为扩大产量,随后进行了转化子的高密度发酵。由于在发酵罐上可以通过控制溶氧量、pH值、甲醇诱导量,搅动速度及补料而使菌体密度大大增加,每升中的蛋白表达量比摇瓶提高了5倍以上
为研究重组hTFF3在动物体内对胃肠道粘膜的保护作用,根据溃疡发病机制,作者分别采用急性损伤方法(用乙醇,阿司匹林,应激和幽门结扎诱发胃黏膜损伤)和慢性溃疡产生法(用50%乙酸接触胃体部桨膜面)等大鼠胃粘膜损伤模型,通过口服给药方式对大鼠的溃疡模型的预防和治疗进行比较研究。分别研究了重组天然hTFF3对各种胃肠道损伤的保护和治疗效果,并通过测定各项生理参数探索其作用机理。
从细胞水平探讨了三叶因子3的粘膜修复作用机理。通过MTT法研究了hTFF3对几种消化道肿瘤细胞及正常细胞增殖的影响,发现TFF3没有促进细胞增殖活性。通过transwell法定量测定了hTFF3促进细胞迁移的能力,发现TFF3促进细胞迁移并呈剂量依赖性。为研究三叶因子3在细胞迁移时的抗凋亡能力,作者用顺铂作为促进细胞凋亡试剂,分别采用MTT法和双染/流式细胞仪法对顺铂的诱导肿瘤细胞凋亡活性和TFF3蛋白体外拮抗凋亡活性进行了定量分析,发现这种保护作用呈剂量依赖性。
顺铂毒性引起消化道细胞退化、凋亡,是消化道细胞损伤的重要原因。作者已通过MTT法对顺铂的毒性及TFF-3蛋白体外拮抗活性进行了定量分析,发现这种保护作用呈剂量依赖性。为研究人三叶因子3(TFF3)保护细胞拮抗顺铂的凋亡毒性的机理,作者以差异展示蛋白质组学方法对顺铂造成的HCT116细胞兴奋性损伤以及TFF3的毒性拮抗机理进行了研究。对未经处理、TFF3处理、顺铂处理以及TFF3+顺铂处理的HCT116细胞蛋白质组的差异展示研究,发现共有15个蛋白质点发生显著变化。对这些蛋白质点进行了鉴定并对它们与顺铂的毒性及TFF3的保护作用间的关系进行了探讨。