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IFN-λs是最新发现的一类具有抗病毒活性的干扰素样细胞因子,包括IFN-λ1(IL-29)、IFN-λ2(IL-28A)和IFN-λ3(IL-28B)。IFN-λs在基因结构上与IL-10家族十分相似,而在氨基酸组成和功能方面与Ⅰ型IFN更为接近,在IL-10家族和Ⅰ型IFN之间建立了进化上的联系。IFN-λs,尤其是IFN-λ1,具有开发成广谱抗病毒药物的潜在价值,为此开展了该干扰素基因的克隆、表达、生物活性检测和有关信号蛋白相互作用的研究。
本论文中通过RT-PCR从人外周血淋巴细胞中克隆了IFN-λ1cDNA,其序列与GenBank的报道有一个碱基的差异,但氨基酸序列完全一致。为了大量获得IFN-λ1蛋白,IFN-λ1cDNA先后被转化到大肠杆菌和酵母表达体系中。在大肠杆菌中,IFN-λ1的表达水平极低,这可能与密码子偏爱性或IFN-λ1对大肠杆菌的毒性有关。随后IFN-λ1cDNA以串联多拷贝的形式转化到甲醇营养酵母Pichiapastoris中,并通过α因子前导肽分泌到胞外,表达水平约为28mg/L。理论上,重组IFN-λ1(rhIFNλ1)前体蛋白将受到酵母KEX2蛋白酶的切割,释放出与天然IFN-λ1一级结构完全相同的重组蛋白。但WesternBlotting和氨基酸测序发现rhIFN-λ1受到不明蛋白酶的加工,产生了具有不同N末端的三种蛋白,其中两种蛋白N端带有残留的α因子前导肽序列,第三种蛋白N端缺失了13个氨基酸残基。这可能是因为IFN-λ1的N末端氨基酸Pro属于强刚性氨基酸,抑制了KEX2在其识别序列DKR羧基端的剪切。用FPLCSPSepharoseFastFlow层析柱纯化了rhIFN-λ1,回收率大于70%。纯化的蛋白能够有效上调Hela细胞内磷酸化STAT1(pY-STAT1)的水平,表明IFN-λ1的N端缺失或冗余不会对激活STAT1造成太大的影响。
IFN-λs受体隶属于Ⅱ型细胞因子受体家族(CRF2),由两个亚基构成,即CRF2-12和CRF2-4。其中CRF2-12是IFN-λs受体特有的亚基,CRF2-4最早是作为IL-10受体(IL-10R)的小亚基被发现的,故又称为IL-10R2,同时CRF2-4还是IL-22R和IL-26R的共有亚基。通过氨基酸序列分析发现,CRF2-12胞内区含有一个TRAF6结合位点,并有众多的激酶位点。为了验证CRF2-12与TRAF6的相互作用,我们构建了原核表达载体pGEX-6P-TRAF6和真核表达载体pCMV-Myc-CRF2-12、pBudCE4-TRAF6,并从体内和体外两方面对CRF2-12与TRAF6的相互作用作了验证。GSTpul1-down试验证明CRF2-12可直接与TRAF6结合,双向免疫共沉淀试验也证实了CRF2-12与TRAF6之间存在特异的相互作用。同时,胞内试验还发现,当与TRAF6共表达时,CRF2-12的表达水平显著上升,表明TRAF6可促进CRF2-12的表达或增加CRF2-12的稳定性。进一步的实验发现,无论是否共转染了TRAF6基因,293T细胞内CRF2-12的mRNA含量维持在相对稳定的水平,因此,TRAF6并非CRF2-12的转录激活因子。在CRF2-12和TRAF6充分表达后,使用高浓度放线菌酮抑制两种蛋白的继续合成,WesternBlotting证明TRAF6可明显延长CRF2-12蛋白的半衰期,这可能是因为TRAF6结合后封闭了CRF2-12的一些蛋白酶作用位点,从而降低了CRF2-12降解的速度。
上述研究结果为促进IFN-λ1的应用研究,为开展IFN-λ1的结构和功能的关系的研究以及其受体引起的胞内信号传导通路的研究,打下了可靠的基础。