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一種融合蛋白及其編碼基因與表達(dá)方法和應(yīng)用的制作方法

文檔序號:455695閱讀:203來源:國知局
專利名稱:一種融合蛋白及其編碼基因與表達(dá)方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及基因工程和免疫學(xué)領(lǐng)域中的一種融合蛋白及其編碼基因與表達(dá)方法和應(yīng)用,特別是涉及一種融合蛋白及其編碼基因與表達(dá)方法和以該融合蛋白為活性成分的抗過敏藥物。
背景技術(shù)
過敏性疾病是引起急,慢性疾病的第六大因素,它有30-60%的遺傳機(jī)率。常見的有過敏性鼻炎,哮喘,過敏性皮炎,過敏性關(guān)節(jié)炎,蕁麻癥,過敏性休克等疾病。約有10-15%的中國人及約20%的美國人受過敏性疾病的困擾。
目前用于治療過敏性疾病的藥物大多為控制臨床癥狀,包括有類固醇激素,抗組胺藥物,減充血劑,色甘酸鈉,支氣管擴(kuò)張劑;最近美國FDA批準(zhǔn)了于臨床試驗的抗IgE單克隆抗體。這些藥物均有不同程度的副作用,各研究所、大學(xué)及醫(yī)藥公司正在尋找一種新型的抗過敏藥物。
過敏反應(yīng)的機(jī)理是當(dāng)抗原(過敏原,變應(yīng)原)進(jìn)入肌體,與附著在肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上的IgE分子(嗜細(xì)胞抗體)結(jié)合,觸發(fā)該細(xì)胞的ImmunoreceptorTyrosine-based Activation Motif(ITAM)激活,促使細(xì)胞釋放生物活性物質(zhì),引起平滑肌收縮,血管通透性增加,漿液分泌增加等臨床病理變化。在這一病理過程中,人的肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上的親和性IgE受體(FcεRI)在過敏性疾病中起關(guān)鍵作用。同時肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞膜表面表達(dá)FcγRII抑制性受體,當(dāng)二分子IgG同該受體結(jié)合時,產(chǎn)生聚合而引發(fā)Immunoreceptor Tyrosine-based InhibitionMotif(ITIM)磷酸化并抑制FcεRI的激活信號。最新的研究表明,如果將FcγRII受體與FcεRI受體交聯(lián),可誘發(fā)肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞內(nèi)的抑制信號,阻斷細(xì)胞內(nèi)的激活通路,從而抑制活性介質(zhì)的釋放,進(jìn)一步抑制了過敏反應(yīng)。因此,運(yùn)用該反應(yīng)機(jī)理來研究一種具有激活過敏反應(yīng)中的抑制信號的融合蛋白,是嶄新的抗過敏途徑。
發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種融合蛋白及其編碼基因,該蛋白具有抗過敏活性。
本發(fā)明所提供的融合蛋白,名稱為FP4,是具有序列表中SEQ ID №2氨基酸殘基序列的蛋白質(zhì),或者是將SEQ ID №2的氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代、缺失或添加且具有與SEQ ID №2的氨基酸殘基序列相同活性的由SEQ ID №2衍生的蛋白質(zhì)。
序列表中序列2的氨基酸殘基序列是由554個氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)。FP4的結(jié)構(gòu)如圖1所示,它由三部分組成A區(qū)(Fc-ε)(自氨基端第1-300位氨基酸殘基),B區(qū)(Fc-γ)(自氨基端第318-554位氨基酸殘基)和C區(qū)(hinge)(自氨基端第301-317位氨基酸殘基)。其中,A區(qū)來源于人的IgE免疫球蛋白,具有與IgE受體FcεRI結(jié)合的部位;B區(qū)來源于人的IgG免疫球蛋白,具有與IgG受體FcγRII結(jié)合的部位;C區(qū)來源于人的免疫球蛋白,為絞連結(jié)構(gòu)。
一種融合蛋白編碼基因,名稱為FP4,是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №1的DNA序列;2)編碼序列表中SEQ ID №2蛋白質(zhì)序列的多核苷酸;3)與序列表中SEQ ID №1限定的DNA序列具有95%以上同源性,且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列。
序列1中的DNA序列由1665個堿基組成,該基因的開放閱讀框架為自5’端第1到第1665位堿基。
含有本發(fā)明基因的表達(dá)載體及細(xì)胞系均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
擴(kuò)增FP4中任一片段的引物對也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種表達(dá)融合蛋白FP4的方法。
本發(fā)明所提供的表達(dá)融合蛋白FP4的方法,是將含有融合蛋白編碼基因FP4的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到SP2/0細(xì)胞中,得到陽性克隆,培養(yǎng)所述陽性克隆,表達(dá)融合蛋白FP4。
含有融合蛋白編碼基因的表達(dá)載體可按常規(guī)方法將FP4連接入表達(dá)載體pSecTag得到。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種抗過敏藥物,它的活性成分是融合蛋白FP4。
需要的時候,在上述藥物中還可以加入一種或多種藥學(xué)上可接受的載體。所述載體包括藥學(xué)領(lǐng)域常規(guī)的稀釋劑、賦形劑、填充劑、粘合劑、濕潤劑、崩解劑、吸收促進(jìn)劑、表面活性劑、吸附載體、潤滑劑等,必要時還可以加入香味劑、甜味劑等。
本發(fā)明的藥物可以制成用于靜脈注射等的注射劑,用于皮下注射、表皮外敷等的皮劑,用于噴鼻、喉、口腔、表皮、粘膜等的噴霧劑,用于滴鼻、眼、耳等的滴劑,用于肛腸等的栓劑,片劑,粉劑,粒劑,膠囊,口服液,膏劑,霜劑等多種形式。上述各種劑型的藥物均可以按照藥學(xué)領(lǐng)域的常規(guī)方法制備。
上述藥物的用量一般為0.01-1ug/kg/day療程一般為10至20天。
本發(fā)明的融合蛋白FP4組成成份全部來源于人源(human)性免疫球蛋白,因此,該蛋白作為一種藥物進(jìn)入人體,沒有任何異體蛋白的免疫源性。融合蛋白FP4的C區(qū)(hinge)靈活,可轉(zhuǎn)動,可將FcεRI和FcγRII交聯(lián)在一起,從而誘發(fā)細(xì)胞內(nèi)的抑制信號,阻止細(xì)胞釋放各種生物活性物質(zhì),抑制過敏反應(yīng)的發(fā)生。體內(nèi)外實(shí)驗結(jié)果均證明融合蛋白FP4可以有效地交聯(lián)肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞表面的FcεRI和FcγRII,從而抑制過敏反應(yīng)。本發(fā)明的融合蛋白FP4不但具有IgE單克隆抗體的阻斷IgE受體的作用,而且更重要的是啟動了過敏反應(yīng)在細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)系統(tǒng)的抑制系統(tǒng),從而強(qiáng)有力地抑制了細(xì)胞過敏反應(yīng),將在過敏性疾病的治療中發(fā)揮重要作用。


圖1為FP4的結(jié)構(gòu)示意2為FP4的表達(dá)過程示意3A為FcεDNA PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖譜圖3B為FcγDNA PCR擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖譜圖4為FP4與FcεRI受體結(jié)合能力鑒定結(jié)果圖5為FP4與FcγRII受體結(jié)合能力鑒定結(jié)果圖6為FP4蛋白抑制嗜堿性粒細(xì)胞釋放組胺實(shí)驗結(jié)果圖7為FP4抑制轉(zhuǎn)基因老鼠的過敏反應(yīng)結(jié)果具體實(shí)施方式
實(shí)施例1、融合蛋白FP4的表達(dá)融合蛋白FP4的表達(dá)過程如圖2所示,具體包括以下步驟按照常規(guī)方法進(jìn)行以下操作從人外周血中分離、純化B淋巴細(xì)胞,提取基因組DNA,用特異性引物P1(Fcε)5’-GTGGCCCAGCCGGCCTTCACCCCGCCCACCGTGAAG-3’;P2(Fcε)5’-GTGGATCCTTTACCGGGATTTACAGACAC-3’;P3(Fcγ)5’-GGGGATCCGAGCCCAAATCTTGTGAC-3’;P4(Fcγ)5’-GTGCGGCCGCTCATTTACCCGGAGACAGGGAGAG-3’。
PCR擴(kuò)增Fcε和Fcγ基因,將Fcε和Fcγ基因的PCR產(chǎn)物進(jìn)行1%的瓊脂糖凝膠電泳,電泳結(jié)果如圖3A和圖3B所示,F(xiàn)cεDNA PCR擴(kuò)增產(chǎn)物為1155bp;FcγDNA PCR擴(kuò)增產(chǎn)物為928bp。將PCR產(chǎn)物分別直接克隆至pCR4-TOPO(INVITROGEN,CA)得到FPEFc-ε和FPGFc-γ,進(jìn)行核苷酸序列分析;在得到了100%正確的核苷酸序列后,將Fcε和Fcγ基因分別利用SfiI-BamHI和BamHI-NotI限制性內(nèi)切酶(NEW ENGLANDBIOLABS)進(jìn)行酶切,并用限制性內(nèi)切酶SfiI-NotI酶切pSecTag(INVITROGEN,CA)表達(dá)載體,然后進(jìn)行連接,得到質(zhì)粒pSecTagFP4,對質(zhì)粒pSecTagFP4進(jìn)行核苷酸序列分析,表明插入的外源基因序列如序列表中的序列1所示。然后將此質(zhì)粒利用常規(guī)電穿孔法轉(zhuǎn)染至小鼠骨髓瘤SP2/0細(xì)胞,經(jīng)ZEOCIN抗藥性篩選及ELISA鑒定(用常規(guī)方法制備的鼠抗人IgE抗體包備ELISA平板,加入標(biāo)本上清,然后加入羊抗人IgE酶標(biāo)抗體),得到高表達(dá)FP4(其氨基酸序列如序列表中的序列2)的克隆。
利用RPMI1640(INVITROGEN,CA)培養(yǎng)基,在37℃,5%CO2培養(yǎng)上述陽性克隆(含有質(zhì)粒pSecTagFP4的小鼠骨髓瘤SP2/0細(xì)胞)15天,2000rpm離心后,收集上清,再用鼠抗人IgE親和層析法(將鼠抗人IgE交聯(lián)至CNBr-ACTIVATED SEPHAROSE4B(PHARMACIA)分離純化FP4蛋白。
實(shí)施例2、FP4與FcεRI受體結(jié)合實(shí)驗將1×106CHO3D10細(xì)胞與5微克實(shí)施例1中純化的FP4蛋白在4℃反應(yīng)1小時,加入5微升FITC標(biāo)記的抗人IgE抗體(CALTAG,CA),用流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞。結(jié)果如圖4所示,表明FP4蛋白可與FcεRI受體結(jié)合,CHO3D10細(xì)胞呈FITC陽性。圖4中,SSC-H為細(xì)胞內(nèi)顆粒數(shù),F(xiàn)SC-H為細(xì)胞大小,F(xiàn)L2-H為PE,F(xiàn)L1-H為FITC。
實(shí)施例3、FP4與FcγRII受體結(jié)合實(shí)驗將1×106HMC-1細(xì)胞與5微克實(shí)施例1中純化的FP4蛋白在4℃反應(yīng)1小時,加入5微升FITC標(biāo)記的抗人IgG FITC標(biāo)記抗體(CALTAG,CA),用流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞。結(jié)果如圖5所示,表明FP4蛋白可與FcγRII受體結(jié)合,HMC-1細(xì)胞呈FITC陽性。圖5中,SSC-H為細(xì)胞內(nèi)顆粒數(shù),F(xiàn)SC-H為細(xì)胞大小,F(xiàn)L2-H為PE,F(xiàn)L1-H為FITC。
實(shí)施例4、FP4蛋白的體外功能實(shí)驗按照常規(guī)方法從人外周血中分離、純化嗜堿性粒細(xì)胞,將分離的1×106嗜堿性粒細(xì)胞與1-10微克人特異性抗NP-IgE(SEROTECH)37℃反應(yīng)2小時后,加入2微克過敏原NP,然后用ELISA檢測細(xì)胞培養(yǎng)上清中的組胺水平。結(jié)果如圖6所示,表明該蛋白(FP4)處理后,組胺釋放明顯減弱,呈明顯的劑量依賴的抑制作用。圖6中,Hu IgE表示人IgE,NS IgE表示正常對照IgE,NP-BSA表示過敏原,+表示加入,-表示不加入。
實(shí)施例5、FP4蛋白的體內(nèi)功能實(shí)驗人FcεRIα鏈轉(zhuǎn)基因鼠(購自University of California,San Diego),經(jīng)局部皮內(nèi)注射特異性人抗NP-IgE(SEROTECH),4小時后靜脈注入100微克過敏原NP和1%EVANS氏藍(lán)色染料,如致敏部位發(fā)生過敏反應(yīng),局部皮膚由于血管通透性增加,藍(lán)色染料從血管內(nèi)滲出,進(jìn)入組織間隙,呈藍(lán)色反應(yīng)。當(dāng)在對應(yīng)皮膚部位致敏的同時加入等量的融合蛋白(FP4),則過敏反應(yīng)完全被抑制,局部皮膚無任何改變,如圖7所示。本實(shí)驗結(jié)果進(jìn)一步證明FP4蛋白在動物體內(nèi)的抗過敏作用。
序列表<160>2<210>1<211>1665<212>DNA<213>人工序列<220>
<223>
<400>1ttcaccccgc ccaccgtgaa gatcttacag tcgtcctgcg acggcggcgg gcacttcccc60ccgaccatcc agctcctgtg cctcgtctct gggtacaccc cagggactat caacatcacc120tggctggagg acgggcaggt catggacgtg gacttgtcca ccgcctctac cacgcaggag180ggtgagctgg cctccacaca aagcgagctc accctcagcc agaagcactg gctgtcagac240cgcacctaca cctgccaggt cacctatcaa ggtcacacct ttgaggacag caccaagaag300tgtgcagatt ccaacccgag aggggtgagc gcctacctaa gccggcccag cccgttcgac360ctgttcatcc gcaagtcgcc cacgatcacc tgtctggtgg tggacctggc acccagcaag420gggaccgtga acctgacctg gtcccgggcc agtgggaagc ctgtgaacca ctccaccaga480aaggaggaga agcagcgcaa tggcacgtta accgtcacgt ccaccctgcc ggtgggcacc540cgagactgga tcgaggggga gacctaccag tgcagggtga cccaccccca cctgcccagg600gccctcatgc ggtccacgac caagaccagc ggcccgcgtg ctgccccgga agtctatgcg660tttgcgacgc cggagtggcc ggggagccgg gacaagcgca ccctcgcctg cctgatccag720aacttcatgc ctgaggacat ctcggtgcag tggctgcaca acgaggtgca gctcccggac780gcccggcaca gcacgacgca gccccgcaag accaagggct ccggcttctt cgtcttcagc840cgtctagagg tgaccagggc cgaatgggag cagaaagatg agttcatctg ccgtgcagtc900catgaggcag ctagcccctc acagaccgtc cagcgagcgg tgtctgtaaa tcccggtaaa960ggatccgagc ccaaatcttg tgacaaaact cacacatgcc caccgtgccc agcacctgaa1020ctcctggggg gaccgtcagt cttcctcttc cccccaaaac ccaaggacac cctcatgatc1080tcccggaccc ctgaggtcac atgcgtggtg gtggacgtga gccacgaaga ccctgaggtc1140aagttcaact ggtacgtgga cggcgtggag gtgcataatg ccaagacaaa gccgcgggag1200
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<223>
<400>2Phe Thr Pro Pro Thr Val Lys Ile Leu Gln Ser Ser Cys Asp Gly1 5 10 15Gly Gly His Phe Pro Pro Thr Ile Gln Leu Leu Cys Leu Val Ser20 25 30Gly Tyr Thr Pro Gly Thr Ile Asn Ile Thr Trp Leu Glu Asp Gly35 40 45Gln Val Met Asp Val Asp Leu Ser Thr Ala Ser Thr Thr Gln Glu50 55 60Gly Glu Leu Ala Ser Thr Gln Ser Glu Leu Thr Leu Ser Gln Lys65 70 75His Trp Leu Ser Asp Arg Thr Tyr Thr Cys Gln Val Thr Tyr Gln80 85 90Gly His Thr Phe Glu Asp Ser Thr Lys Lys Cys Ala Asp Ser Asn95 100 105
Pro Arg Gly Val Ser Ala Tyr Leu Ser Arg Pro Ser Pro Phe Asp110 115 120Leu Phe Ile Arg Lys Ser Pro Thr Ile Thr Cys Leu Val Val Asp125 130 135Leu Ala Pro Ser Lys Gly Thr Val Asn Leu Thr Trp Ser Arg Ala140 145 150Ser Gly Lys Pro Val Asn His Ser Thr Arg Lys Glu Glu Lys Gln155 160 165Arg Asn Gly Thr Leu Thr Val Thr Ser Thr Leu Pro Val Gly Thr170 175 180Arg Asp Trp Ile Glu Gly Glu Thr Tyr Gln Cys Arg Val Thr His185 190 195Pro His Leu Pro Arg Ala Leu Met Arg Ser Thr Thr Lys Thr Ser200 205 210Gly Pro Arg Ala Ala Pro Glu Val Tyr Ala Phe Ala Thr Pro Glu215 220 225Trp Pro Gly Ser Arg Asp Lys Arg Thr Leu Ala Cys Leu Ile Gln230 235 240Asn Phe Met Pro Glu Asp Ile Ser Val Gln Trp Leu His Asn Glu245 250 255Val Gln Leu Pro Asp Ala Arg His Ser Thr Thr Gln Pro Arg Lys260 265 270Thr Lys Gly Ser Gly Phe Phe Val Phe Ser Arg Leu Glu Val Thr275 280 285Arg Ala Glu Trp Glu Gln Lys Asp Glu Phe Ile Cys Arg Ala Val290 295 300His Glu Ala Ala Ser Pro Ser Gln Thr Val Gln Arg Ala Val Ser305 310 315Val Asn Pro Gly Lys Gly Ser Glu Pro Lys Ser Cys Asp Lys Thr320 325 330His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly Gly Pro335 340 345
Ser Val Pro Leu Pro Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met Ile350 355 360Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His365 370 375Glu Asp Pro Glu Val Lys Pro Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu380 385 390Val His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser395 400 405Thr Tyr Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp410 415 420Leu Asn Gly Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu425 430 435Pro Ala Pro Ile Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro440 445 450Arg Glu Pro Gln Val Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu455 460 465Thr Lys Asn Gln Val Ser Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Pro Tyr470 475 480Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu485 490 495Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser500 505 510Pro Pro Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val Asp Lys Ser Arg Trp Gln515 520 525Gln Gly Asn Val Pro Ser Cys Ser Val Met His Glu Ala Leu His530 535 540Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser Pro Gly Lys545 550 55權(quán)利要求
1.一種融合蛋白,是具有序列表中SEQ ID №2氨基酸殘基序列的蛋白質(zhì),或者是將SEQ ID №2的氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代、缺失或添加且具有與SEQ ID №2的氨基酸殘基序列相同活性的由SEQ ID №2衍生的蛋白質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白質(zhì),其特征在于所述融合蛋白是序列表中的SEQID №2。
3.一種融合蛋白編碼基因,是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №1的DNA序列;2)編碼序列表中SEQ ID №2蛋白質(zhì)序列的多核苷酸;3)與序列表中SEQ ID №1限定的DNA序列具有95%以上同源性,且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基因,其特征在于所述融合蛋白編碼基因是序列表中的SEQ ID №1。
5.含有權(quán)利要求3所述基因的表達(dá)載體和細(xì)胞系。
6.擴(kuò)增權(quán)利要求3所述基因任一片段的引物對。
7.一種表達(dá)權(quán)利要求1所述融合蛋白的方法,是將含有融合蛋白編碼基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到SP2/0中,得到陽性克隆,培養(yǎng)所述陽性克隆,表達(dá)融合蛋白FP4;所述融合蛋白編碼基因是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №1的DNA序列;2)編碼序列表中SEQ ID №2蛋白質(zhì)序列的多核苷酸;3)與序列表中SEQ ID №1限定的DNA序列具有95%以上同源性,且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于所述含有融合蛋白編碼基因的表達(dá)載體是將所述融合蛋白編碼基因連接入表達(dá)載體pSecTag中得到的。
9.以權(quán)利要求1所述融合蛋白為活性成分的抗過敏藥物。
10.權(quán)利要求1所述融合蛋白在制備治療抗過敏藥物中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種融合蛋白及其編碼基因與表達(dá)方法和應(yīng)用,其目的是提供一種融合蛋白及其編碼基因與表達(dá)方法和以該融合蛋白為活性成分的抗過敏藥物。本發(fā)明所提供的融合蛋白,是具有序列表中SEQ ID №2氨基酸殘基序列的蛋白質(zhì),或者是將SEQ ID №2的氨基酸殘基序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代、缺失或添加且具有與SEQ ID №2的氨基酸殘基序列相同活性的由SEQ ID №2衍生的蛋白質(zhì)。本發(fā)明的融合蛋白不但具有IgE單克隆抗體的阻斷IgE受體的作用,而且更重要的是啟動了過敏反應(yīng)在細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)系統(tǒng)的抑制系統(tǒng),從而強(qiáng)有力地抑制了細(xì)胞過敏反應(yīng),將在過敏性疾病的治療中發(fā)揮重要作用。
文檔編號C12N15/62GK1666996SQ200410006498
公開日2005年9月14日 申請日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者陳海明, 高峻玉 申請人:伍祥貴, 包駿, 陳海明, 高峻玉
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