CN101412749A - Muc1串联重复序列多肽及其制备工艺以及作为抗肿瘤药物的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了MUC1串联重复序列多肽及其制备工艺以及作为抗肿瘤药物的应用,采用MUC1 20个氨基酸的串联重复序列,选择1~10个串联重复序列的cDNA片段连入pGEX-4T-1载体,将重组质粒转化大肠杆菌DH5α。经氨苄青霉素筛选转化菌落,通过酶切及基因测序分析插入片段。将重组质粒转化大肠杆菌DH5α,通过0.3mM IPTG诱导表达,通过筛选获得稳定的表达菌株pGEX-MUC1/DH5α。煮沸裂解细菌,分析MUC1-GST融合蛋白的表达,鉴定特异的表达条带。培养工程菌,超声破碎后留取上清通过Glutathione-Sepharose 4B亲和层纯化人MUC1-GST融合蛋白。再通过凝血酶裂解获得纯的MUC1多肽,将MUC1多肽做成药物制剂。
Description
技术领域:
本发明公开一种MUC1串联重复序列多肽及其制备工艺,本发明还提供了该多肽作为抗肿瘤药物的应用,属于肿瘤治疗技术领域。
背景技术:
MUC1是mucin黏蛋白家族成员之一,由多肽骨架(核芯肽)和侧枝糖链构成。MUC1的多肽骨架由胞外段、跨膜段和胞内段三部分组成。胞外段含有数目不等的串联重复序列(variable number of tandem repeats,VNTRs),每个重复序列含有20个氨基酸,即SAPDTRPAPGSTAPPAHGVT。不同个体的VNTRs数量从20-125不等。
MUC1主要分布在上皮细胞及其来源的肿瘤细胞(乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胰腺癌等)以及多种血液肿瘤细胞表面。正常组织MUC1与肿瘤组织不同,前者糖基化丰富,与免疫细胞相对隔离;而后者异常丰富地表达于癌细胞表面,糖基化不完全,因此暴露出正常情况下隐蔽的表位,成为免疫细胞攻击的靶点]。
MUC1生物学功能除润滑、保护及调节细胞间的粘附等机械作用外,MUC1作为一个癌基因可导致正常细胞转化。对可溶性MUC1的研究发现其具有免疫抑制的作用。在高表达MUC1腺癌患者体液中可发现较高含量的可溶性MUC1,可溶性MUC1一部分可能来源于肿瘤细胞表面MUC1脱落,另一部分可能来源于选择性地RNA剪切。研究发现肿瘤来源的可溶性MUC1不能被DC细胞提呈,限制了Th1的活化,从而使肿瘤细胞逃逸免疫系统的监视。经检索相关技术文献,MUC1多肽对肿瘤细胞直接作用未见文献报道。
发明内容:
本发明公开一种MUC1串联重复序列多肽,
本发明还提供了上述MUC1串联重复序列多肽的制备工艺,适用于工业化生产。
本发明进一步提供了该多肽作为抗肿瘤药物的应用,通过体外和体内试验证实MUC1串联重复序列的多肽能抑制肿瘤细胞增殖,具有抗肿瘤作用。
本发明MUC1串联重复序列多肽,为MUC1多肽骨架的串联重复序列20个氨基酸组成的1~10个串联重复,分子量大约1.87KD~18.7KD。
串联重复的20个氨基酸序列:SAPDTRPAPGSTAPPAHGVT
串联重复可从上述排列中任何一个氨基酸起始合成。
本发明MUC1串联重复序列多肽的制备工艺,包括以下步骤:
采用MUC1多肽骨架中20个氨基酸串联重复序列,选择1~10个串联重复序列的cDNA片段连入pGEX-4T-1载体,然后将重组质粒转化大肠杆菌DH5α;经氨苄青霉素筛选转化菌落,通过酶切及基因测序分析插入片段;将重组质粒转化大肠杆菌DH5α,通过0.3mM IPTG诱导表达,通过筛选获得稳定的表达菌株pGEX-MUC1/DH5α;煮沸裂解少量细菌,经10%SDS-PAGE分析MUC1-GST融合蛋白的表达,通过Western blotting鉴定特异的表达条带;大量培养的工程菌,超声破碎后留取上清通过Glutathione--Sepharose 4B亲和层纯化人MUC1-GST融合蛋白;再通过凝血酶裂解获得纯的MUC1多肽.将MUC1多肽做成药物制剂。
本发明MUC1串联重复序列多肽在制备抗肿瘤药物中的应用:MUC1核芯肽的20个氨基酸串联重复序列多肽不仅在体外能抑制许多肿瘤细胞增殖,而且体内实验也可抑制肿瘤生长。
本发明的积极效果在于首次发现MUC1串联重复序列多肽不仅能抑制血液肿瘤的增殖,而且还能抑制实体瘤细胞的增殖,并且能抑制体内肿瘤的生长。为肿瘤治疗提供新的药物。
本发明适用于下述医疗用途:
1.治疗淋巴细胞白血病
2、治疗粒细胞白血病
3、治疗肝癌
4、治疗表达MUC1蛋白的各种恶性肿瘤
下述的实验证实了MUC1具有抗肿瘤作用:
实验例1
1.主要试剂与材料
新生牛血清(NCS)购自杭州四季青公司,IMDM购于Gibico公司。MUC1多肽(130氨基酸)为本室制备。锥虫蓝(Trypan Blue)购于美国Sigma公司。
2.1 细胞培养
人T淋巴瘤细胞株Jurkat、人B淋巴瘤细胞Raji,人单核细胞白血病细胞株U937、人肝癌细胞株SMMC7721均购于ATCC(Rockville,MD)。细胞在含10%新生牛血清,100U/ml青霉素,100U/ml链霉素的IMDM(Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium)培养液,5%CO2孵箱37℃培养。
2.2 锥虫蓝染色法检测MUC1多肽对Jurkat、Raji、U937、SMCC7721细胞增殖的影响
取对数生长期的细胞浓度为1×106/ml,100μl/孔加入96孔板,并加入MUC1多肽,终浓度为10、20、40μg/ml,5%CO2孵箱中37℃培养。细胞在培养48h后用锥虫蓝染色法计数活细胞。生长抑制率(%)=(1-实验组细胞数/对照组细胞数)×100%。
3.结果
结果如表1所示,MUC1多肽以剂量依赖关系抑制Jurkat、Raji、U937、SMCC7721细胞增殖。Jurkat细胞在给予40μg/ml MUC1多肽刺激时抑制最强,抑制率为46.2±6.2%(P<0.01)。Raji细胞在给予60μg/ml MUC1多肽刺激时抑制作用最强,抑制率为48.8±8.4%(P<0.01)(表2)。MUC1多肽对U937细胞增殖抑制较弱,在给予40μg/ml MUC1多肽刺激时抑制率可达到15.1±1.5%(表3)。。SMCC7721在给予60μg/ml MUC1多肽刺激时抑制率可达到50.0±6.9%(P<0.01)
表1.MUC1多肽对Jurkat细胞增殖的抑制作用
表2.MUC1多肽对Raji细胞增殖的抑制作用
表3.MUC1多肽对U937细胞增殖的抑制作用
表4.MUC1多肽对SMCC7721细胞增殖的抑制作用
4.结论MUC1多肽可明显抑制人类T淋巴细胞白血病细胞株Jurkat细胞、B淋巴细胞白血病细胞株Raji细胞、肝癌细胞株SMCC7721细胞增殖,轻度抑制单核细胞白血病细胞株U937细胞增殖。
实验例2
1.材料和设备Jurkat细胞,PI染色液,MUC1多肽,流式细胞仪。
2.流式细胞术检测MUC1对Jurkat细胞周期的影响
首先采用MUC1多肽40μg/ml刺激Jurkat细胞48h,收集1×106个细胞,PBS洗涤2次后,加入600μl PBS重悬细胞,75%乙醇固定-20过夜,加PI染色液0.5ml(50μg/ml PI,10μg/ml RNase A,0.03% TritonX-100)避光染色30min,用流式细胞仪进行检测。
3.结果
采用流式细胞术检测40μg/ml MUC1多肽刺激48h后Jurkat细胞生长周期,结果显示Jurkat细胞生长周期中S期细胞数由76.47%降至72.41%,G2/M期细胞数由9.05%降至7.36%。G0/G1期细胞数明显增加由14.03%增加到20.24%,但未见凋亡峰,提示MUC1多肽诱导Jurkat细胞生长抑制,细胞周期阻滞在G0/G1期。
4.结论MUC1多肽诱导Jurkat细胞周期阻滞在G0/G1期
实验例3
1.BALB/C小鼠24只购自吉林大学动物中心,Jurkat细胞,MUC1多肽。
2.人T淋巴细胞白血病小鼠皮肤移植瘤模型的建立
24只小鼠经5 Gry X射线照射后4小时,给与背部皮下注射Jurkat细胞4 x 106/只后,MUC1 120μg/只尾静脉注射,隔日一次共三次。次日开始每天给与免疫抑制剂FTY-720 3mg/kg灌胃连续6天。肿瘤接种第八天处死小鼠,用卡尺测量皮下肿瘤大小,分离肿瘤,福尔马林固定,病理检测。
3.结果
如表5所示MUC1多肽明显抑制了人类T淋巴细胞白血病细胞在小鼠体内生长。
表5.MUC1多肽对小鼠异种移植瘤生长的抑制作用(n=6)
4.结论MUC1多肽可抑制小鼠皮肤移植瘤人类T淋巴细胞白血病的生长。
实验例4
1.材料淋巴细胞分离液、植物血凝素(PHA)、IL-2购于美国Sigma公司。
2.锥虫蓝染色法检测可溶性MUC1多肽对活化的人淋巴细胞的生长影响
采用淋巴细胞分离液分离健康人外周血淋巴细胞,调细胞浓度为2×106/ml,100μl/孔加入96孔板,5μg/ml PHA刺激72h,PBS洗涤2次后,再用100U/ml IL-2刺激72h。然后IMDM调淋巴细胞浓度为1.5×106/ml,100μl/孔加入96孔板,并加入MUC1多肽至终浓度为10、20、40μg/ml,5%CO2孵箱37℃培养48h,锥虫蓝染色计数活细胞.
3.结果将人外周血淋巴细胞通过PHA活化及IL-2扩增后加入MUC1多肽培养48h,计数活细胞结果显示,MUC1多肽对活化的人淋巴细胞的生长几乎无影响
4.结论MUC1多肽对活化的人淋巴细胞的生长无影响
具体实施方式
通过以下实施例进一步举例描述本发明,并不以任何方式限制本发明,在不背离本发明的技术解决方案的前提下,对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸APDTRPAPGSTAPPAHGVTS组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,连入pGEX-4T-1载体,然后将重组质粒转化大肠杆菌DH5α。经氨苄青霉素筛选转化菌落,通过酶切及基因测序分析插入片段。将重组质粒转化大肠杆菌DH5α,通过0.3mM IPTG诱导表达,通过筛选获得稳定的表达菌株pGEX-MUC1/DH5α。煮沸裂解少量细菌,经10% SDS-PAGE分析MUC1-GST融合蛋白的表达,通过Western blotting鉴定特异的表达条带。大量培养的工程菌,超声破碎后留取上清通过Glutathione--Sepharose 4B亲和层纯化人MUC1-GST融合蛋白。再通过凝血酶裂解获得纯的MUC1多肽.将MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例2
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸PPAHGVTSAPDTRPAPGSTA组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做药物制剂。
实施例3
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸DTRPAPGSTAPPAHGVTSAP组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例4
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸APGSTAPPAHGVTSAPDTRP组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例5
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸TRPAPGSTAPPAHGVTSAPD组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例6
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸RPAPGSTAPPAHGVTSAPDT组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例7
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸PAPGSTAPPAHGVTSAPDTR组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例8
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸STAPPAHGVTSAPDTRPAPG组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例9
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸PGSTAPPAHGVTSAPDTRPA组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例10
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸GSTAPPAHGVTSAPDTRPAP组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例11
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸PAHGVTSAPDTRPAPGSTAP组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例12
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸SAPDTRPAPGSTAPPAHGVT组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例13
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸APPAHGVTSAPDTRPAPGST组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例14
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸PDTRPAPGSTAPPAHGVTSA组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例15
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸AHGVTSAPDTRPAPGSTAPP组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例16
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸VTSAPDTRPAPGSTAPPAHG组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例17
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸HGVTSAPDTRPAPGSTAPPA组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例18
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸GVTSAPDTRPAPGSTAPPAH组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例19
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸TSAPDTRPAPGSTAPPAHGV组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例20
MUC1串联重复序列多肽的合成
采用MUC1串联重复序列多肽20个氨基酸TAPPAHGVTSAPDTRPAPGS组成的1~10个串联重复序列的cDNA片段,按照实施例1所述工艺合成MUC1多肽,做成药物制剂。
实施例21
MUC1串联重复序列多肽的应用
将MUC1多肽做成静脉注射制剂,治疗T,B淋巴细胞白血病、肝癌及表达MUC1蛋白的各种腺癌。
实施例22
MUC1串联重复序列多肽的应用
将MUC1多肽做成口服制剂,治疗各种表达MUC1恶性肿瘤。
Claims (3)
1、MUC1串联重复序列多肽,为MUC1多肽骨架的20个氨基酸串联重复序列,由1~10个串联重复序列组成,分子量为1.87KD~18.7KD;
串联重复的20个氨基酸序列:SAPDTRPAPGSTAPPAHGVT
串联重复可从上述排列中任何一个氨基酸起始合成。
2、权利要求1所述的MUC1串联重复序列多肽的制备工艺,包括以下步骤:
采用MUC120个氨基酸的串联重复序列,选择1~10个串联重复序列的cDNA片段连入pGEX-4T-1载体,然后将重组质粒转化大肠杆菌DH5α;经氨苄青霉素筛选转化菌落,通过酶切及基因测序分析插入片段;将重组质粒转化大肠杆菌DH5α,通过0.3mM IPTG诱导表达,通过筛选获得稳定的表达菌株pGEX-MUC1/DH5α;煮沸裂解少量细菌,经10%SDS-PAGE分析MUC1-GST融合蛋白的表达,通过Westernblotting鉴定特异的表达条带;大量培养的工程菌,超声破碎后留取上清通过Glutathione--Sepharose 4B亲和层纯化人MUC1-GST融合蛋白;再通过凝血酶裂解获得纯的MUC1多肽,将MUC1多肽做成药物制剂。
3、MUC1串联重复序列多肽在制备抗肿瘤药物中的应用。
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