Recombinant Rat BD-3的研究及发展

背景^[1]

当机体受到外界病原微生物、炎症因子以及细胞因子刺激时,会激活天然免疫系统产生内源性抗生素肽(Endogenous an-tibiotic peptide),简称抗菌肽。而作为抗菌肽家族成员之一的防御素,是一类小分子阳离子多肽,分子量在3000- 4500 Da之间。根据其分子结构主要分为三类:α-,β-,θ-防御素。它们具有广谱的抗微生物作用,对大多数的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌、流感病毒以及HIV等等,均有明显的杀伤或抑制作用。小鼠防御素,包括隐凹素(α-防御素)(Cryptdin)以及β-防御素,目前发现并已经成功克隆的小鼠β-防御素主要包括mBD-1、- 2、- 3、- 4、- 5、- 6、- 7、- 8、- 9、- 11、- 12、-13、- 14以及- 35。mBD-1是一种广泛存在于不同上皮的抗菌肽,在肾中的表达量最高,LPS不能诱导其表达,其与人β-防御素1同源性最高; mBD-3在食管、气管以及舌中具有固有表达,经LPS或是革兰氏阴性菌感染可在肝、胃肠道以及肺中诱导表达,其与人β-防御素2在结构,功能上相似性最高; mBD-4在舌、食管以及气管的上皮中固有表达量最高,气管给予铜绿假单胞菌PAO1注射后,未发现其在肺内表达量有明显改变,但是并不代表其它的刺激物无法引起本身的诱导表达,其与人β-防御素2在蛋白序列及功能上也具有较高的相似性。

研究及发展^[1]

1999年, Recombinant Rat BD-3被成功克隆出来,其cDNA序列同HBD-2具有36. 7%的同源性,同HBD-1仅有25. 3%的同源性。其氨基酸序列同HBD-2的相似序列达到了39. 7%。mBD-3序列由两个外显子将1. 7 kb长的内含子分开,在其5'端侧翼链含有TATA盒以及NF-κB的同源结合序列。通过原位杂交的方法检测的结果发现,骨骼肌未检测到表达,在唾液腺、胰腺以及生殖道(睾丸)上皮发现Recombinant Rat BD-3的高表达。在脑、肝、肺、卵巢均有表达,在胚胎发育7天就有表达,在11天时达到最高,后在胚胎15天表达又有所下降。后经气管注射绿脓杆菌PAO1,再使用RT-PCR检测发现在肺、小肠以及肝中的表达量迅速增高。在肝脏的表达,在以后的研究中发现LPS感染可导致肝脏的急性相反应,产生大量的Recombinant Rat BD-3。在2002年的研究中,结果显示Recombinant Rat BD-3在舌、肺、心、肝、肾、脾以及阴茎、骨骼肌都没有发现基础表达。但是在使用革兰氏阴性菌感染以后,发现其在舌、食管、肺、肝以及小肠的表达增加了。后期研究发现mBD-3, mBD-4以及mBD-6在多种组织中均能检测到,如食管、舌和气管,附睾组织以及骨骼肌中均有发现,而利用ICR小鼠,腹腔注射LPS后,利用RT-PCR可检测到肺内的mBD-3以及mBD-6表达增加。

Recombinant Rat BD-3蛋白不同发育期小鼠肝脏表达以及在肝脏中的分布^[2]

Western blotting结果显示: Recombinant Rat BD-3蛋白在肝脏中的表达趋势与其RNA的表达趋势基本一致。正常对照组同样未检测到Recombinant Rat BD-3蛋白表达,而在LPS感染组, mBD-3出现了诱导表达,且随着发育天数的增加,胎鼠、新生鼠以及成年鼠的肝脏中mBD-3诱导表达逐渐的增强,这种表达在小鼠成年后的肝脏中达到最高(图2)。

参考文献

[1] Jia HP, Wowk SA, Schutte BC, et al. A novel murine-beta-defen-sin expressed in tongue, esophagus, and trachea[ J]. J Biol Chem,2000, 275(43): 33314- 33320.

[2] 脂多糖对不同发育期小鼠肝脏β-防御素3表达的影响.罗咏梅,郑筠.