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人生长激素(human growth hormone,hGH)是一种重要的非糖基化蛋白质激素。它包含有191个氨基酸分子,由人脑垂体中的生长激素细胞进行合成、存储和分泌,是人类出生后促生长的最主要激素和体内代谢途径的最重要调节因子。hGH生理功能主要包括:促进软骨、骨和组织的生长;调节代谢作用,促进脂肪分解和蛋白质合成;调节机体免疫,维持机体的正常运转。天然人生长激素非常稀少,因此,采用基因工程方法大规模生产hGH对满足临床大量需求具有重要的意义。目前,临床上使用的hGH主要是采用以E.coli为宿主通过重组DNA技术制造的生长激素(简称rhGH)。然而,用大肠杆菌表达易形成包涵体,且需要通过变性、复性操作,工艺复杂,活性低,导致商品化产品rhGH产品成本非常昂贵。故而rhGH在医学上虽然用途前景很广,但当前仍无法大范围推广应用。枯草芽孢杆菌是一种革兰氏阳性非致病性的益生菌,当它处于营养缺乏或其它环境胁迫的不良条件下能形成抗逆性的休眠体—芽孢。因为芽孢具有强烈的抗逆性,能够在极端的温度、辐射和毒性化学物质等不利的环境下长期存活。因此,芽孢成为在极端环境中运载外源蛋白或具有活性的生物大分子的有效载体。本研究的目的是通过枯草芽孢表面展示技术将hGH展示在芽孢表面,构建具有营养功能的表面展示hGH蛋白的重组芽孢。本研究的主要内容和结果如下:(1)以携带人生长激素hgh基因的载体为模板和PCR扩增出人生长激素基因hgh的编码序列,并进行测序和数据库比对鉴定。(2)将hgh克隆到质粒pET30a上,使hgh基因前端连接肠激酶位点基因,构建中间桥梁质粒pET30a-hGH。(3)将带有肠激酶位点hgh基因克隆到质粒pJS700上,使其与枯草芽孢杆菌芽孢衣壳蛋白基因cotC融合,构建融合表达CotC-hGH的整合型重组质粒pJS700-hGH。(4)用质粒pJS700-hGH转化转化枯草芽孢杆菌感受态细胞,筛选得到重组菌株并诱导该菌株产生芽孢,Western blot和免疫荧光实验进一步鉴定hGH成功的展示在芽孢表面。(5)用芽孢表面展示hGH的重组芽孢口添五龄家蚕六天后,分析家蚕的生理生化指标,结果发现,口添芽孢的家蚕体重变化、蛹体重、体重转换效率等显著优于对照。进一步取家蚕血液进行Western blot实验,证实家蚕体内产生的CotC-hGH融合蛋白被精确切除并加工成小肽hGH,并且hGH蛋白可以被消化吸收到家蚕血淋巴。(6)进一步用重组芽孢表面展示hGH的芽孢小鼠口服实验,持续灌胃42天,摘眼球取血分析口服重组芽孢对小鼠血清生长激素含量及小鼠血清生化常规指标的影响。结果表明低剂量口服重组芽孢不会给小鼠胃肠道带来不适,但是口服大剂量重组芽孢会影响小鼠各项生理指标。研究表明,利用枯草芽孢杆菌表面展示生物活性的hGH为当前的人生长激素制造开辟了新途径,同时为研究和应用hGH的药品和保健品奠定良好的基础。