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编号:10246424
T淋巴瘤TCR Vβ核酸疫苗的构建和生物学活性的初步检测
http://www.100md.com 《中国肿瘤生物治疗杂志》 2000年第1期
     作者:张建芝 许佐良 何忠效

    单位:张建芝 许佐良 何忠效(北京医科大学临床肿瘤学院 北京市肿瘤防治研究所 北京 100036)

    关键词:核酸疫苗;人T淋巴瘤;TCR Vβ

    中国肿瘤生物治疗杂志000116 摘 要 目的: 制备T淋巴瘤TCR Vβ核酸疫苗。方法: 利用RT-PCR方法扩增出人T淋巴瘤细胞Jurkat 的TCR Vβ基因片段,并将其重组入真核表达载体pcDNA3。用重组表达载体转染SP2/0细胞,在mRNA水平上检测其表达。再用pcDNA3和重组载体分别免疫BALB/c小鼠,收集抗血清,用免疫组化技术检测抗体产生情况。结果: 扩增出TCR Vβ的基因片段,测序结果证实其序列与已发表的一致。并构建出重组表达载体pcDNA3-TCR Vβ。该质粒转染到SP2/0细胞,可在mRNA水平上检测到其表达。在用pcDNA3-TCR Vβ免疫的小鼠抗血清中检测到抗Jurkat细胞TCR Vβ的抗体。免疫组化结果表明,该血清不与表达TCR γδ的人T淋巴瘤细胞发生反应,而与转染该基因的SP2/0细胞产生强阳性反应。正常小鼠血清与pcDNA3免疫的小鼠血清与Jurkat细胞不产生显色反应。结论: 所制备的T淋巴瘤TCR Vβ核酸疫苗能有效地诱导机体产生体液免疫反应。
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    《中国图书资料分类法》分类号 R730.51; R73-36

    Construction of TCR Vβ Nucleic Acid Vaccine and Testing on Its Biological Effects

    Zhang Jianzhi,Xu Zuoliang,He Zhongxiao

    (The School of Oncologe, Beijing Medical Univercity, Beijing 100036)

    Abstract Objective: To construct TCR Vβ nucleic acid vaccine. Methods: A fragment of TCR Vβ gene was amplified by RT-PCR from a human T lymphoma cell line, Jurkat, and cloned into eukaryotic expression plasmid pcDNA3 by gene recombination. After sequencing, the recombinant plasmid was transfected into SP2/0 cells and its expression was detected on mRNA level. BALB/c mice were immunized with pcDNA3 and the recombinant plasmid by intramuscular routes. Antiserum was collected and detected by immunocytochemistry method. Results: A fragment of TCR Vβ gene from Jurkat cells was obtained and proved to be identical to published sequence. A recombinant plasmid pcDNA3-TCR Vβ was constructed. Its expression was detectable on mRNA level after being transfected into SP2/0 cells. Antiserum from mice immunized with pcDNA3-TCR Vβ reacted strongly with Jurkat cells and SP2/0 cells transfected by pcDNA3-TCR Vβ, while shows no reaction on CEM cells expressing TCRγδ and SP2/0 cells. Antisera from normal mice and mice immunized with pcDNA3 were both negative on Jurkat cells. The results of immunocytochemistry indicated that BALB/c mice immunized with pcDNA3-TCR Vβ produced specific antibody to Jurkat TCR Vβ. Conclusion: The TCR Vβ nucleic acid vaccine we constructed can induce humoral immunity.
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    Key words nucleic acid vaccine; human T lymphoma; TCR Vβ

    核酸免疫[1]是90年代发展起来的一种全新的免疫技术。它是将编码某一蛋白抗原的基因转移到动物体内,使其在机体内表达形成蛋白抗原,诱导机体产生特异的免疫应答。相应的疫苗称为核酸疫苗。核酸疫苗可在体内表达抗原,能更有效地诱导细胞免疫和体液免疫,尤其是细胞毒T细胞反应。利用核酸免疫在新的环境下表达肿瘤特异性抗原或相关抗原,可能是打破免疫耐受,诱导肿瘤特异性免疫反应的一种有效方法。T淋巴瘤是某种重排的T细胞恶性增殖形成优势克隆的结果[2],这种恶性增殖T细胞上特异的TCR可以看作肿瘤特异性或相关抗原,进而可通过核酸免疫的方法,诱导机体产生针对恶性增殖的T细胞克隆的免疫反应,从而达到预防和治疗T淋巴瘤的效果。

    1 材料与方法
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    1.1 主要试剂

    各种限制性内切酶,T4 DNA连接酶,G418购自GIBCO公司;AMV逆转录酶购自Promega公司;DyNAzymeTMⅡ购自Finnzyme OY公司;RNasin,dNTP,Random Primer购自华美公司;PCR引物由赛百盛公司合成;盐酸布比卡因购自上海禾丰制药有限公司;鼠SP 试剂盒购自中山公司。

    1.2 载体、细胞株和实验动物

    人 T淋巴瘤细胞Jurkat 由中国医科院肿瘤所张叔人教授惠赠。人T淋巴瘤细胞CEM由北大医院朱平教授惠赠。小鼠B淋巴瘤细胞SP2/0由本室冻存。真核表达载体pcDNA3购自In Vitrogen公司。BALB/c小鼠购自中国医科院实验动物中心。

    1.3 人T淋巴瘤细胞Jurkat TCR Vβ基因片段的扩增
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    1.3.1 RNA提取和cDNA合成

    用含10%FCS的RPIM 1640培养基培养Jurkat 细胞至足量,用RNAzol提取总RNA。用AMV逆转录酶和随机引物进行cDNA合成。

    1.3.2 PCR扩增TCR Vβ的基因片段

    根据Jurkat 细胞TCR Vβ的基因序列设计引物,上游引物序列为:5′-ACTAGGTACCATGATGATGCGGG GACTGGAGTTG-3′,下游引物序列为: 5′-AGTTGGATCCTTAGGCCTTTTGGGTGTGGGAGAT-3′,含Kpn Ⅰ和BamH Ⅰ酶切位点;预期产物长度为330 bp。25 μl体系中,分别含逆转录反应产物2.5 μl,dNTP各0.2 mmol/L,上、下游引物各0.5 mmol/L,10×buffer 2.5 μl, DyNAzymeTMⅡ 1U。PCR扩增程序为:94℃变性2 min,然后,94℃ 1 min,56℃ 1 min,72℃ 1 min,循环30次;72℃延伸5 min。PCR产物用1.5%琼脂糖电泳鉴定。
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    1.4 重组载体的构建

    PCR产物和pcDNA3经Kpn Ⅰ和BamHⅠ双酶切后,回收酶切片段。用T4 DNA连接酶连接。连接产物转化E. coli DH 5α,提取质粒,进行双酶切鉴定。

    1.5 测序

    大量提取双酶切鉴定为正确的重组载体,PEG法纯化后由赛百胜公司测序。

    1.6 重组载体转染SP2/0细胞及RT-PCR鉴定其表达

    用含10%FCS的DMEM培养基培养SP2/0 细胞至足量,用磷酸钙沉淀法将重组载体pcDNA3-TCR Vβ转染SP2/0细胞,24 h后加200 μg/ml G418筛选培养14 d,挑取阳性克隆扩大培养。收集细胞,提取RNA,进行RT-PCR,选取1株RT-PCR鉴定为阳性的细胞SP2/0-2p65进行免疫组化检测。
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    1.7 动物实验

    参照文献[3],选用4~6周龄的BALB/c小鼠,雌性,随机分为3组,每组10只。0.25%盐酸布比卡因注射后肢肌肉,24 h后,相同位点分别注射PBS, pcDNA3,pcDNA3-TCR Vβ,100 μg/只/次,隔3周免疫1次,共免疫3次。末次免疫后3 d取尾血,收集抗血清,用Jurkat,SP2/0-2p65,SP2/0 和CEM细胞涂片进行免疫组化检测。待测血清1∶48稀释。操作程序参照鼠SP 试剂盒使用说明书。

    2 结 果

    2.1 人T淋巴瘤细胞Jurkat TCR Vβ基因片段的扩增

    结果见图1,可看到330 bp目的条带,与预期结果相符合。
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    图1 RT-PCR产物的电泳图谱

    Fig.1 RT-PCR products of Jurkat cells

    1: DNA marker (pBR322/Msp Ⅰ); 2: Jurkat RT-PCR;

    3: Jurkat RT-PCR; 4: Negative control

    2.2 重组载体的构建

    2.2.1 pcDNA3- TCR Vβ的构建过程,见图2。

    图2 pcDNA3-TCR Vβ构建示意图
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    Fig. 2 The construction of pcDNA3-TCR Vβ

    2.2.2重组质粒的酶切鉴定。

    重组质粒pcDNA3-TCR Vβ用KpnⅠ 和SmaⅠ双酶切割,可得到4.2 kb和1.5 kb两个片段。而同样处理的载体pcDNA3,可得到4.2 kb和1.2 kb两个片段。1.5 kb条带和1.2 kb条带相差0.3 kb,这正是由于所克隆的TCR Vβ用基因片段插入造成的(见图3)。

    2.2.3 序列分析

    经测序证实,pcDNA3-TCR Vβ基因片段的序列与已发表[4]的一致。

    2.3 重组载体转染SP2/0细胞及RT-PCR鉴定其表达
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    随机挑选3个克隆扩增培养后提取总RNA,RT-PCR均扩增出330 bp的条带。证明可从RNA水平上检测到TCR Vβ的表达(见图4)。

    图3 pcDNA3-TCR Vβ酶切鉴定图谱

    Fig. 3 Restriction enzyme map of pcDNA3-TCR Vβ

    1: DNA marker (λDNA/HindⅢ+EcoRⅠ);

    2: pcDNA3/KpnⅠ+SmaⅠ;

    3: pcDNA3-TCR Vβ/Kpn Ⅰ+Sma Ⅰ
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    图4 RT-PCR法鉴定转染后SP2/0细胞TCR Vβ的表达

    Fig. 4 The expression of TCR Vβ in transfected SP2/0 cells

    determinated by RT-PCR

    1: SP2/0; 2: SP2/0-2p65; 3: SP2/0-2p62

    4: SP2/0-2p45; 5: DNA maker (pBR322/Msp Ⅰ)

    2.4 动物实验

    结果如图5所示,只有用pcDNA3-TCR Vβ免疫的小鼠血清含有特异性抗TCR Vβ 抗体,在Jurkat细胞上呈阳性,pcDNA3和PBS对照组免疫血清在Jurkat细胞上呈阴性。pcDNA3-TCR Vβ免疫的小鼠血清在SP2/0细胞上呈阴性,在SP2/0-2p65细胞上呈阳性,在TCR为γδTCR的 CEM细胞上呈阴性。
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    3 讨 论

    在本实验中,我们成功地构建了pcDNA3-TCR Vβ 真核表达质粒,体外转染证明,该重组质粒可在SP2/0细胞中表达,经肌肉注射途径免疫BALB/c小鼠,诱导机体产生了特异的抗TCR Vβ的抗体。体液免疫的产生足以证明我们构建的质粒确实能在动物体内表达TCR Vβ基因片段,并能诱发动物特异性免疫反应。

    图5 免疫小鼠血清的免疫组化染色结果

    Fig. 5 Results of serum tested by immunocytochemical

    1: Serum from normal mice;
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    2: Serum from mice immunized by pcDNA3;

    3~6: Serum from mice immunized by pcDNA3-TCR Vβ

    核酸免疫能有效诱导细胞毒T反应和体液免疫,必然会在肿瘤的免疫治疗中发挥独特作用。淋巴瘤/白血病患者身体中病原性T,B细胞恶性增殖,这种恶性增殖的T,B细胞克隆可持续不断地表达独特型抗原。独特型抗原位于Ig和TCR的V区,与互补决定区和高变区密切相关。Jurkat细胞的TCR是αβTCR,β链V区属于Vβ8,我们分析了其基因序列,及Carcia KC[5]揭示的CDRs在肽链上的位置,选取第39~143位氨基酸的基因片段,构建成核酸疫苗,在小鼠体内能引起免疫反应,也证实了这段多肽具有免疫原性。利用核酸免疫方法制备的抗TCR Vβ8的抗血清还可用于人T淋巴细胞不同TCR Vβ的分类。据统计,淋巴瘤在肿瘤发生率中位居第八,且我国T淋巴瘤发病率也较欧洲高,利用核酸免疫方法研制出有效的治疗T淋巴瘤的核酸疫苗和诊断用抗体,将具有良好的临床应用前景。
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    参 考 文 献

    1,卢 山. 基因免疫. 上海免疫学杂志, 1997, 17(3): 132

    2,朱 平. 淋巴细胞的分子生物学研究与实践. 北京: 中国医药科技出版社, 1992. 93

    3,Bin W, Ulgen KE, Sorikantan V, et al. Immunization of direct DNA inocullation induces rejection of tumor cell challenge. Hum Gene Ther, 1995, 6: 407

    4,Kabat EA, Wu TT, Perry HM, et al. Sequences of proteins of immunological interest, 5th ed. USA: NIH Publication, 1991. 1477

    5,Garcia KC, Degano M, Stanfield RL, et al, An αβ T cell receptor structure at 2.5 A and its orientation in the TCR-MHC complex. Science, 1996, 274: 209

    (1999-04-20收稿; 1999-12-27修回), http://www.100md.com