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日本血吸虫AGO蛋白、基因、小RNA及其用途.pdf

  • 上传人:a3
  • 文档编号:527138
  • 上传时间:2018-02-20
  • 格式:PDF
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110247554.8

    申请日:

    2011.08.25

    公开号:

    CN102329386A

    公开日:

    2012.01.25

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C07K 14/435申请公布日:20120125|||实质审查的生效IPC(主分类):C07K 14/435申请日:20110825|||公开

    IPC分类号:

    C07K14/435; C12N15/12; C12N15/63; C12N1/21; C12N1/19; C12N5/10; C12N15/113(2010.01)I; C07K16/18; A61K38/17; A61K48/00; A61P33/12; C12Q1/68

    主分类号:

    C07K14/435

    申请人:

    中国农业科学院上海兽医研究所

    发明人:

    程国锋; 罗荣

    地址:

    200241 上海市闵行区紫月路518号

    优先权:

    专利代理机构:

    上海天翔知识产权代理有限公司 31224

    代理人:

    吕伴

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    内容摘要

    本发明属于基因工程技术领域,具体涉及日本血吸虫Ago蛋白、基因及小RNA及其用途。本发明首次公开了一种日本血吸虫Ago蛋白,其特征在于其为如下(a)或(b)的蛋白质:(a)其氨基酸序列如SEQ ID NO.1~3所示的蛋白质;(b)(a)中所述氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸或修饰且具有抗细胞凋亡活性的由(a)衍生的蛋白质。

    权利要求书

    1: 一种日本血吸虫 Ago 蛋白, 其特征在于其为如下 (a) 或 (b) 的蛋白质 : (a) 其氨基酸序列如 SEQ ID NO.1 ~ 3 所示的蛋白质中之一 ; (b)(a) 中所述氨基酸序列经过取代、 缺失或添加一个或几个氨基酸或修饰且具有抗细 胞凋亡活性的由 (a) 衍生的蛋白质中之一。
    2: 一种编码权利要求 1 所述日本血吸虫 Ago 蛋白的基因。
    3: 如权利要求 2 所述的基因, 其特征在于所述基因的核酸序列为 SEQ ID NO.4 ~ 6 中 之一。
    4: 一种包含权利要求 2 所述基因的重组表达载体。
    5: 一种包含权利要求 4 所述重组表达载体的转化体。
    6: 一种日本血吸虫小 RNA 分子, 其特征在于其为如下 (a) 或 (b) 的小 RNA 分子 : (a) 具有 SEQ ID NO.7 ~ 15 所示核酸序列中之一 ; 或 (b) 由 (a) 的小 RNA 分子发生一个或几个核酸置换、 缺失或插入而形成的具有 (a) 相同 种子序列的小 RNA 分子。
    7: 一种编码权利要求 6 所述小 RNA 分子的基因, 其特征在于其核苷酸序列为 : SEQ ID NO.16 ~ 25 所示的核苷酸序列中之一 ; 或与 SEQ ID NO.16 ~ 25 所示的核苷酸序列中每 条序列的互补序列中之一 ; 或与 SEQ ID NO.16 ~ 25 所示的核苷酸序列中每条序列有至少 70%同源性、 且编码相同小 RNA 分子序列中之一。
    8: 一种特异性识别权利要求 1 所述日本血吸虫 Ago 蛋白的抗体, 其特征在于所述抗体 的免疫原为本发明上述蛋白。
    9: 权利要求 1 所述日本血吸虫 Ago 蛋白在制备防治和 / 或治疗日本血吸虫病药物中的 用途。
    10: 权利要求 6 所述小 RNA 分子在制备血吸虫病诊断试剂中或制备防治和 / 或治疗日 本血吸虫病药物中的用途。

    说明书


    日本血吸虫 Ago 蛋白、 基因、 小 RNA 及其用途

        【技术领域】
         本发明属于基因工程技术领域, 具体涉及日本血吸虫 Ago 蛋白、 基因及其小 RNA 及其用途。 背景资料
         血吸虫病由血吸虫感染引起, 包括日本血吸虫 (Schistosoma japonicum), 曼氏血 吸虫 (Schistosoma mansoni) 和埃及血吸虫 (Schistosoma haematobium), 在世界上有 76 个国家和地区遭受危害, 受感染者约 1.5 亿。在我国流行的是日本血吸虫。血吸虫病的流 行给人民身体健康和经济发展造成了巨大的损失。 因此, 防治血吸虫病、 开发研制治疗血吸 虫病和抗血吸虫的药物具有巨大的社会和经济效益。
         研制新的治疗血吸虫病和抗血吸虫的药物, 首先必须找到合适的药物作用靶位。 近十余年, 研究表明小编码 RNA, 包括 siRNA(small interfering RNA)、 miRNA(microRNA) 和 piRNA(piwi interacting RNA), 在生物体生长发育过程中起着重要的调控作用。随 着对小编码 RNA 研究的不断深入, 越来越多与之相互作用的蛋白也开始引起人们的关 注。Argonaute(Ago) 蛋白是其中重要一员, 它通过与小编码 RNA 选择性结合, 在生物体 生长发育过程中发挥着重要作用。Ago 蛋白是约 100kD 的碱性蛋白家族, 其成员通常含 PAZ(PIWI-Argonaute-Zwillle) 和 PIWI 两个结构域, 因此, 通常将 Ago 蛋白分成 PAZ 和 PIWI 两个亚家族。大多数生物都有多种 Ago 家族蛋白, 不同的 Ago 通常具有不同的功能。目前, 未见有关日本血吸虫 Ago 蛋白的研究报道, 但利用体外合成的小干扰 RNA 分子可成功将血 吸虫虫体体内基因敲降, 并在血吸虫不同发育时期表达一系列非编码小 RNA 分子, { 可引用 下述参考文献 : In vitro and in vivo evaluation of small interference RNA-mediated gynaecophoral canal protein silencing in Schistosoma japonicum.Cheng G, Fu Z, Lin J, Shi Y, Zhou Y, Jin Y, Cai Y.J Gene Med.2009May ; 11(5) : 412-21}. 提示 Ago 蛋白 在血吸虫的生长发育中可能发挥着重要作用。
         发明内容
         本发明所要解决的技术问题是提供一类日本血吸虫 Ago 基因、 蛋白及小 RNA 及其 用途。
         为此, 一方面, 本发明公开了一类日本血吸虫 Ago 蛋白, 为如下 (a) 或 (b) 的蛋白 质:
         (a) 其氨基酸序列如 SEQ ID NO.1 ~ 3 所示的蛋白质中之一 ;
         (b) 在 (a) 中的氨基酸序列经过取代、 缺失或添加一个或几个氨基酸或修饰且具 有抗细胞凋亡活性的由 (a) 衍生的蛋白质中之一。
         另一方面, 本发明还公开了一种编码本发明所述日本血吸虫 Ago 蛋白的基因。
         在一实施例里, 所述基因为 SEQ ID NO.4 ~ 6 所示核酸序列中之一。
         另一方面, 本发明还公开了一种包含上述基因的重组表达载体。
         在一些实施方式中, 所述重组表达载体可为原核表达载体或真核表达载体, 其中优选真核表达载体。
         另一方面, 本发明还公开了一种包含本发明所述重组表达载体的转化体。
         另一方面, 本发明公开了一种日本血吸虫小 RNA 分子, 分别具有如下特征 :
         (a) 具有 SEQ ID NO.7-15 所示核酸序列中之一 ; 或
         (b) 由 (a) 的小 RNA 分子发生一个或几个核酸置换、 缺失或插入而形成的具有 (a) 相同种子序列的小 RNA 分子。
         所述种子序列通常为物种间非常保守的 2-6 核苷酸, 一般位于小 RNA 的第 2-8 位。
         较佳地, 所述小 RNA 分子的核酸序列为 SEQ ID NO.7 ~ 15 所示核酸序列中之一。
         另一方面, 本发明公开了一种编码上述小 RNA 分子的基因, 为 SEQ IDNO.16-25 所 示的核苷酸序列中之一 ; 或与 SEQ ID NO.16-25 所示的核苷酸序列中每条序列的互补序列 中之一 ; 或与 SEQ ID NO.16-25 所示的核苷酸序列中每条序列有至少 70%同源性、 且编码 相同小 RNA 分子序列中之一 ;
         较佳地, 所述基因是具有 SEQ ID NO.16-25 所示的核酸序列。
         另一方面, 本发明还提供了一种特异性识别日本血吸虫 Ago 蛋白的抗体, 其特征 在于所述抗体的免疫原为本发明上述蛋白。 另一方面, 本发明还提供了日本血吸虫 Ago 蛋白在制备防治和 / 或治疗日本血吸 虫病药物中的用途。
         此外, 本发明还提供了日本血吸虫小 RNA 分子在制备血吸虫病诊断试剂中或制备 防治和 / 或治疗日本血吸虫病药物中的用途。
         本发明首次公开了日本血吸虫 Ago 蛋白和日本血吸虫小 RNA 分子。本发明所提供 的日本血吸虫 Ago 蛋白和日本血吸虫小 RNA 分子可作为抗血吸虫药物的作用靶点, 从而在 开发研制预防或治疗血吸虫病的药物的过程中发挥重要作用。另外, 本发现中的血吸虫小 RNA 分子可作为血吸虫病诊断的标志分子。
         附图说明
         图 1 日本血吸虫 Ago 蛋白的表达 ; 图 2 特异性抗体识别日本血吸虫 Ago 蛋白 ; 图 3 日本血吸虫小 RNA 分子在血吸虫病中的检测。具体实施方式
         下文将进一步详细讨论本发明的多个方面。
         在本发明中, 术语 “日本血吸虫 Ago 蛋白” 指具有日本血吸虫具 Ago 家族蛋白特征 的 SEQ ID 1-3 所示氨基酸序列的蛋白质。该术语还包括具有与日本血吸虫 Ago 蛋白相同 功能的 SEQ ID 1-3 序列的变异形式。这些变异形式包括 ( 但并不限于 ) : 若干个 ( 通常为 1-50 个, 较佳地 1-30 个, 更佳地 1-20 个, 最佳地 1-10 个 ) 氨基酸的缺失、 插入和 / 或取代, 以及在 C 末端和 / 或 N 末端添加一个或数个 ( 通常为 20 个以内, 较佳地为 10 个以内, 更佳 地为 5 个以内 ) 氨基酸。例如, 在本领域中, 用性能相近或相似的氨基酸进行取代时, 通常 不会改变蛋白质的功能。又比如, 在 C 末端和 / 或 N 末端添加一个或数个相似或相近的氨 基酸通常也不会改变蛋白质的功能。在本发明中, 术语 “编码日本血吸虫 Ago 蛋白的基因” 指编码具有日本血吸虫 Ago 蛋白家族的核苷酸序列, 如 SEQ ID 4-6 所示的核苷酸序列及其简并序列。该简并序列是 指, 位于 SEQ ID 4-6 序列中, 有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代 后而产生的序列。由于密码子的简并性, 所以与 SEQ ID 4-6 所示核苷酸序列的同源性低至 约 70%的简并序列也能编码出 SEQ ID 1-3 所示的氨基酸序列。
         在本发明中, 术语 “日本血吸虫一组小 RNA 分子”指具有日本血吸虫具 SEQ ID 7-15 所示核酸序列的小分子。该术语还包括具有与日本血吸虫小 RNA 分子相同功能的 SEQ ID 7-15 序列的变异形式。这些变异形式包括核酸的缺失、 插入和 / 或取代, 以及在 3 末端 和 / 或 5 末端添加一个或数个 ( 通常为 20 个以内, 较佳地为 10 个以内, 更佳地为 5 个以 内 ) 核酸。例如, 在本领域中, 用性能相近或相似的核酸进行取代时, 通常不会改变分子的 功能。又比如, 在 3 末端和 / 或 5 末端添加一个或数个相似或相近的核酸通常也不会改变 分子的功能。
         在本发明中, 术语 “编码日本血吸虫小 RNA 基因” 指编码具有日本血吸虫小 RNA 序 列 (SEQ ID 7-15) 基因的核酸序列, 如 SEQ ID 16-25 所示的核苷酸序列及其简并序列。该 简并序列是指, 位于 SEQ ID 16-25 序列中, 有一个或多个位于小 RNA 非编码区的序列发生 变化, 也能编码出 SEQ ID 7-15 所示的小 RNA 序列。
         本发明包括编码本发明所述蛋白的 DNA 以及含有这些 DNA 的载体、 转化体。
         本发明中, 转化体 (transformant), 即带有异源 DNA 分子的受体细胞。
         本发明还包括通过合成和重组技术生产本发明所述蛋白的方法。 通过本领域已知 的方法可以分离和纯化多核苷酸 (DNA 或 RNA)、 载体、 宿主细胞和生物体。
         用于本发明的载体可以是如噬菌体、 质粒、 粘粒、 微型染色体、 病毒或逆转录病毒 载体。可用于克隆和 / 或表达本发明的多核苷酸的载体是能在需复制和 / 或表达多核苷酸 的宿主细胞中复制和 / 或表达多核苷酸的载体。一般说来, 多核苷酸和 / 或载体可用于任 何真核或原核细胞, 包括哺乳动物细胞 ( 如人 ( 如 HeLa)、 猴 ( 如 Cos)、 兔 ( 如兔网织红细 胞 )、 大鼠、 仓鼠 ( 如 CHO、 NSO 和幼仓鼠肾细胞 ) 或小鼠细胞 ( 如 L 细胞 ))、 植物细胞、 酵母 细胞、 昆虫细胞或细菌细胞 ( 如大肠杆菌 )。有关适用于多种类型宿主细胞的适当载体的 例子可参见例如 F.Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology.Greene Publishing Associates and Wiley-Interscience(1992) 和 Sambrook et al.(1989)。可 以使用含有这些多核苷酸的宿主细胞来大量表达可用于例如药物、 诊断试剂、 疫苗和治疗 剂的蛋白质。
         已开发出多种方法用于经由互补的粘性末端使 DNA 与载体可操作相连。例如, 可 在欲插入载体 DNA 内的 DNA 区段添加互补的同聚体序列片段。然后通过互补同聚体尾之间 的氢键连接载体和 DNA 区段以形成重组 DNA 分子。
         含有一或多种限制性位点的合成接头提供了另一种连接 DNA 区段与载体的方法。 用噬菌体 T4DNA 聚合酶或大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 处理通过内切核酸酶限制性消化产生的 DNA 区段, 所述的两种聚合酶用其 3′, 5’ - 核酸外切活性除去突出的 γ- 单链末端, 并用其 聚合活性补平 3’ - 凹端。因此, 这些活性的联合产生了平端 DNA 区段。然后在能催化平端 DNA 分子连接的酶, 如噬菌体 T4DNA 连接酶的存在下将平端区段与大摩尔过量的接头分子 一起保温。因此, 反应产物是末端携有聚合接头序列的 DNA 区段。然后用适当的限制性酶裂解这些 DNA 区段, 并连接至已用酶裂解的表达载体中, 所述酶能产生与所述 DNA 区段相容 的末端。从多个商家可以买到含有多个限制性内切核酸酶位点的合成接头。
         多核苷酸插入物可操作地连接于同表达多核苷酸的宿主细胞相容的适当启动子 上。启动子可以是强启动子和 / 或诱导型启动子。列举的一些启动子的例子包括噬菌体久 PL 启动子、 大肠杆菌 lac、 trP、 phoA、 tac 启动子、 SV40 早期和晚期启动子以及逆转录病毒 LTR 启动子。其它适当启动子是本领域技术人员已知的。表达重组载体进一步含有转录起 始、 终止位点, 并在转录区含有用于翻译的核糖体结合位点。 重组载体表达的转录物的编码 部分可包括位于起点处的翻译起始密码子和适当地位于被翻译多肽的末端的终止密码子 (UAA, UGA 或 UAG)。
         如上所述, 表达载体可包括至少一个选择标记。所述标记包括对真核细胞培养物 而言的二氢叶酸还原酶、 G418、 谷氨酰胺合酶或新霉素抗性 ; 以及用于大肠杆菌和其它细菌 培养的四环素、 卡那霉素或氨卞青霉素抗性基因。 适当宿主的代表性例子包括但不限于 : 细 菌细胞, 如大肠杆菌、 链霉菌和鼠伤寒沙门氏菌细胞 ; 真菌细胞, 如酵母细胞 ( 如酿酒酵母 或巴斯德毕赤酵母 ) ; 昆虫细胞, 如果蝇 S2 和夜蛾 SF9 细胞 ; 动物细胞, 如 CHO, COS, NSO, 293 和 Bowes 黑素瘤细胞 ; 和植物细胞。上述宿主细胞的适当培养基和培养条件是本领域已知 的。 本发明还包括含有本发明的核苷酸序列的宿主细胞, 所述核苷酸序列经本领域已 知的技术与一或多种异源控制区 ( 如启动子和 / 或增强子 ) 可操作相连。可以选择能调节 插入的基因序列的表达, 或能按照所需的特殊方式修饰和加工基因产物的宿主菌株。在某 些诱导物的存在下, 某些启动子启动的表达会升高 ; 因此, 可以控制经基因改造的多肽的表 达。 另外, 不同宿主细胞具有特征性的和特殊的翻译、 翻译后加工和修饰 ( 如磷酸化、 裂解 ) 蛋白质的机制。 可以选择适当的细胞系以确保对表达的外源蛋白质进行合乎需要的修饰和 加工。
         通过磷酸钙转染、 DEAE- 葡聚糖介导的转染、 阳离子脂质介导的转染、 电穿孔、 转 导、 感染或其它方法, 即可将本发明的核酸和核酸重组载体导入宿主细胞。 所述方法描述于 多个标准的实验室手册中, 如 Davis et al., BasicMethods In Molecular Biology(1986)。
         编码本发明的蛋白的多核苷酸可以与含有选择标记的载体连接以在宿主中增殖。 一般说来, 可在沉淀物, 如磷酸钙沉淀物或其与带电脂质的复合物中导入质粒载体。 如果载 体是病毒, 可使用适当的包装细胞系在体外对其进行包装, 再转导至宿主细胞。
         通过众所周知的技术可以鉴定出被成功转化的细胞, 即含有本发明的 DNA 重组载 体的细胞。例如, 可培养导入表达重组载体所得的细胞以产生所需多肽。收集并裂解细胞, 使用如 Southem(1975)J.Mol.Biol.95, 503 或 Berent et al(1985)Biotech.3, 208 所述的 方法, 检测其 DNA 内容物中 DNA 的存在。或者, 使用抗体检测上清液中蛋白质的存在。
         通过众所周知的方法从重组细胞培养物中回收和纯化本发明的人重组 chemer in 蛋白较为有利, 所述方法包括硫酸按或乙醇沉淀、 酸提取、 阴离子或阳离子交换层析、 磷酸 纤维素层析、 疏水作用层析、 亲和层析、 羟基磷灰石层析、 疏水电荷作用层析和凝集素层析。 在一些实施方案中, 可使用高效液相层析 (HPLC) 进行纯化。
         在一些实施方案中, 可使用上述的一种或多种层析方法纯化本发明的所述蛋白。 在其它实施方案中, 可使用下述的一种或多种层析柱纯化本发明的人重组 chemerin 蛋白,
         所述层析柱有 : Q sepharose FF 柱、 SP sepharose FF 柱、 Q sepharose High Performance 柱、 Blue sepharose FF 柱、 Blue 柱、 Phenyl Sepharose FF 柱、 DEAE Sepharose FF 或 Methyl 柱。
         另外, 可使用国际公开号 WO00/44772( 全文列入本文作为参考 ) 中描述的方法纯 化本发明所述蛋白。 本领域技术人员可以容易地改动其中所述的方法以用于纯化本发明所 述蛋白。可以从包括例如细菌、 酵母、 高等植物、 昆虫和哺乳动物细胞的原核或真核宿主经 重组技术产生的产物中回收本发明所述蛋白。
         在本发明中, 可以使用一系列本领域已知的方法来制备针对日本血吸虫 Ago 蛋白 的抗体。例如, 将提纯的日本血吸虫 Ago 蛋白产物或它的抗原片段注射入动物体内, 产生多 克隆抗体。同样, 表达日本血吸虫 Ago 蛋白或它的抗原片段的细胞也可以用来对动物免疫 而产生抗体。本发明制备的抗体也可以是单克隆抗体, 这些单克隆抗体可以用杂交瘤技术 制备。
         在本发明中, 应用日本血吸虫 Ago 蛋白和 / 或一组小 RNA 分子, 可以作为血吸虫治 疗药物的作用靶位, 从而在开发研制预防或治疗血吸虫病的药物的过程中发挥重要作用。 另外, 本发现中的血吸虫小 RNA 分子可作为血吸虫病诊断的标志分子。 无需进一步描述, 可以相信本领域技术人员可使用上文的描述和下文性的实施例 来制备和利用本发明中检测到的改变并且实践所要求的方法。因此, 下述工作实施例具体 描述了本发明的某些实施方案, 不能将其看成是对其余内容的限制。
         实施例 1 日本血吸虫 Ago 蛋白基因的克隆
         (1) 日本血吸虫总 RNA 抽提。日本血吸虫尾蚴感染新西兰大耳兔 14 天后, 收集日 本血吸虫童虫, 液氮中保存待用。 利用 Trizol 法提取血吸虫总 RNA, 并利用 DNA 酶处理所得 总 RNA, 去除基因组污染。
         (2) 日本血吸虫 Ago1 蛋白的 3`RACE 和 5`RACE 扩增和全长克隆
         以人和鼠的 Ago 蛋白氨基酸序列查询日本血吸虫 EST 库中 (http://www.ncbi. nlm.nih.gov/BLAST) 获得 1 个日本血吸虫的相应 EST 片段 (GenBank 登录号 AY809756.1), 长 701bp, 不含完整的 ORF。以该 EST 序列为模板设计合成 5′ RACE 引物 (5GSP1 : 5′ -GAC TAG GTC GAG AAG TGC CTTGAA TAC CA-3′ ; 5GSP2 : 5′ -ACG CAT GCT TCA CGT ATT GCA CGG AGT TC-3′ ; 5GSP 3 : 5′ -CGA GCA GGT GGC TCA AAC TGT ATA AGG TG-3′ ; 5GSP4 : 5′ -CAACTT GGT CCG CTG GTC CGT TAC CAA TC-3), 具体实验步骤按 5′ -Full RACE Kit 操作手册进行。 将 RACE 产物克隆到 pMD19-T Vector 中, 挑选阳性克隆, 进行序列测定分析。
         根据生物信息学分析获得的日本血吸虫 EST 片段 (GenBank 登录号 AY809756.1) 设计引物 (3GSP1 : 5′ -GTG GGA TGA TAA TAG ATT CAG CG-3 ; 3GSP25′ -GTT ATG TCA TAC ATA TGT ACG TTG-3, 进行 3`RACE 扩增。将 RACE 产物克隆到 pMD19-T Vector 中, 挑选阳性 克隆, 进行序列测定分析。
         将 3`RACE 和 5`RACE 扩增获得的序列进行电子延伸, 根据电子延伸的全长的 Ago1 序列, 设计引物 (Forwa rd CCG GAA TTC ATG CTG AAT ATG TAT GGAACT ATT ; Reverse CCC GCT CGA GTG AAT GGA GGT TGA CTG GTG), 利用日本血吸虫 cDNA 为模板, 进行扩增, 获得的 PCR 产物进行测序分析, 进一步验证全长 cDNA 的获得。
         (2) 日本血吸虫 Ago2 和 Ago 3 蛋白的 3`RACE 和 5`RACE 扩增和全长克隆 Ago3
         根据 Genbank 登录号为 AY814744.1 和 AY813675.1 的序列分别设计针对 Ago2 和 Ago 3 的 3’ RACE 引物 (Ago1 : 3GSP1ATG TCA CTC ACC CAG CTC CCA CTC, 3GSP2TAT TTT ACC GCG ATG GCG TGT CAGA ; Ago3 : GSP1 : 5`CAC GGA ATG TGGAAC CAG GAA CT 3`, GSP2 : 5`TTC CCA TTT AGC TGC ATT TCG TG 3`), 根据试剂盒说明书进行套式 PCR, 反应条件 94℃, 3分 钟, 然后 94℃, 30 秒 ; 53℃, 20 秒 ; 72℃, 3 分钟, 进行 20 循环扩增, 最后 72℃ 10 分钟。PCR 产物克隆到 pMDTM19-T 载体, 并将重组质粒转入到大肠杆菌感受态细胞 DH5α。利用 GSP2、 3`RACE 试剂盒 inner 引物为引物进行 PCR 鉴定, 将阳性重组克隆送北京六和华大基因科技 股份公司上海测序部测序分析。
         按照 SMARTerTM RACE cDNA Amplification Kit 试剂盒说明书处理日本血吸虫总 RNA 获得 5`RACE cDNA 模板。Genbank 登录号为 AY813675.1 序列设计 5`RACE 引物 GSP1 : 5`GCC TTC ATG AGA ACA AAT ATA GAA ATC A3`, GSP2 : 5`TTC TGA ACG ACG ATA AAT GTA ATA GCA G3` ; Genbank 登录号为 AY814744.1 设计 5`RACE 引物 5GSP1 : GTG AAT AAC TCG AGC GTT AAC AAC CAC AGG 5′, 5GSP2 : ATG CTG CAA CCG ATT GCT TTA GCT CTT C。根据试剂 盒说明书进行套式 PCR, 将第二轮 PCR 按上述 3’ RACE 方法克隆、 序列测定分析。
         将 3`RACE 和 5`RACE 扩增获得的 Ago2 和 Ago 3 片段进行电子延伸, 根据电子延伸 的结果设计引物 (Ago2 : Forward CGA GCT CCA TGT CTC AGA GAG GTTTCT, Rever se ATT TGC GGC CGC CTA CAG ATA AAA CAT CCC AT ; Ago3 : ForwardCGC GGA TCC ATG GAG GAC GGG AGC TCG AAT, Rever se CGG AAT TCTTAC AAG AAA AAC ATT CCA TC), 利用日本血吸虫 cDNA 为 模板, 进行扩增, 获得的 PCR 产物进行测序分析进一步验证全长 cDNA 的获得。 实施例 2 日本血吸虫 Ago 蛋白重组表达和抗体制备
         (1) 日本血吸虫 Ago1 蛋白的重组表达和抗体制备 : 根据 3`RACE 和 5`RACE 扩 增 结 果, 选 取 PIWI 保 守 功 能 域 设 计 引 物, sense : 5 ′ CTCGAATTCTCTTGGTGCAGATGTTAC 3′ (2306-2323bp), anti-sense : 5′ GCGAAGCTTATGCGTTTAAAATTATGC 3′ (3102-3119bp) 并在上下游引物分别引入 HindIII、 EcoR I 酶切位点序列, 利用 14d cDNA 为模板进行 PCR 扩增, 利用 Spin Column DNA Gel Extraction Kit 回收扩增产物并对 PCR 产物进行酶切处 理, 将酶切处理的 PCR 纯化产物连接到经相同酶切处理的表达载体 pET28b(+) 上, 构建重组 质粒 pET28b(+)-ago1, 并转化到大肠杆菌 BL21 中培养。 挑取阳性克隆分别进行 PCR、 酶切鉴 定和测序验证。 将验证为正确的单克隆转至 500mlLB 培养基中 37℃培养, 以 200rpm 摇瓶培 养诱导 6h。离心收集菌体, 超声裂解菌体蛋白, 通过 Ni 柱纯化蛋白, 纯化产物用 SDS-PAGE 电泳检测分析。
         将纯化后蛋白免疫昆明系小鼠制备多克隆抗体。具体为, 应用 206 佐剂乳化纯化 蛋白, 免疫剂量为 50μg/ 只 / 次, 每隔 14 天背部皮下多点强化免疫 1 次, 共 4 次, 在第 8 周 收集动物血清, -20℃保存备用。
         (2) 日本血吸虫 Ago2 和 Ago 3 蛋白的重组表达和抗体制备 : 根据 3`RACE 和 5`RACE 扩增结果, 设计引物, 上游引入 BamHI 酶切位点, 下游引入终止密码子 TAA 以及 HindIII 酶 切位点 (Ago2 : Forward CGC GGA TCC ATG TTA CAT TGTTTA TAT AGA, Rever se CCC AAG CTT CTA TAG ATA AAA CAT CCC ; Ago3 : ForwardCGC GGA TCC ATG GAG GAC GGG AGC TCG AAT, Rever se CCC AAG CTT TTA TTGCTG TAT GTC ATC AGT)。将 32d 血吸虫虫体总 RNA 反 转录为 cDNA 以该 cDNA 为模板 PCR 扩增出约为 717bp 目标基因片段, 将片段以及 pET28a(+)
         均用 BamHI 和 HindIII 双酶切后回收。将该回收目标片段连接到 pET28a(+), 连接产物转 化 B121。 挑选单克隆经 PCR 和酶切鉴定均为阳性后送阳性克隆到北京六和华大基因科技股 份公司上海测序部测序测序。构建重组表达载体 pET28a-SjAGO3, 转化 BL21。将以 PCR、 酶 切和测序鉴定均为阳性的菌 pET28a-SjAGO3/BL21 接种于 LB 培养基, 37℃, 200rpm 振荡培 养, 当 OD600 = 1.0 时加入终浓度为 0.8mmol/L 的 IPTG 诱导表达。在 IPTG 诱导后 0h、 1h、 2h、 3h、 4h、 5h、 不同时间点分别收集菌液, 确定最佳诱导时间和相关诱导表达条件 ; 同时以 SDS-PAGE 电泳分析经超声波裂解后的菌体蛋白, 判定其表达状况。选择最佳表达时间大量 表达蛋白, 超声波裂解收集蛋白, BBST NTA Resin 蛋白纯化柱纯化重组蛋白。将纯化的重 组蛋白与 206 佐剂乳化抗原 ( 体积比 55 : 45) 混合均匀, 用 30ug/ 只的剂量将重组蛋白免疫 昆明系小鼠, 每两周免疫一次, 共免疫三次后收获抗体。昆明鼠免疫前和每次免疫后 7d 后 进行采血, 共采血 4 次。将免疫前、 一免后 7d、 二免后 7d、 三免后 7d 血清 1 ∶ 200 稀释, 用 酶联免疫吸附剂测定 (ELISA) 检测抗体效价。三免 14d 后收获抗血清, -20℃保存, 获得针 对 Ago2 和 Ago3 的抗体。
         (3)Western Blot 法检测抗体特异性 : 日本血吸虫总蛋白进行 SDS-PAGE 电泳, 半 干转法进行转膜 ; 5%的脱脂奶粉溶液 ( 溶于 PBST 中 ) 中室温封闭 2 小时 ; 免疫所得抗血清 作为一抗进行孵育, 4℃孵育过夜 ; PBST 洗涤三次, 每次 5 分钟, 然后抗兔 IgG(AP 标记 ) 室 温孵育 1-2 小时, PBST 洗涤三次, 进行底物显色, 结果分别如图 1 和图 2。
         实施例 3RNA 干扰 Ago 蛋白影响日本血吸虫的存活 : 将新西兰大白兔腹部贴片感染 8000 条日本血吸虫的尾蚴, 感染 14 天后将其剖杀, 用 37℃预热的灭菌 PBS( 加入双抗 ) 在无 菌条件下以门静脉灌洗法收集虫体, 再用 37℃预热 PBS 洗虫体两遍, 然后再用 37℃预热的 0.5%水解乳蛋白溶液洗两次, 去除洗液, 添加童虫培养基分至 12 孔培养板于 37℃含有 5% CO2 细胞培养箱中进行体外培养, 每孔培养基为 2ml, 虫体约为 100 条。培养 4h 后, 换新鲜 培养基, 加入新鲜兔红细胞和 siRNA(S1 : sense : 5′ ACG CGU AAA UCGUGA GAU ATT 3′, antisense : 5′ UAU CUC ACG AUU UAC GCG UTT 3′; S2 : sense : 5′ GGG UAA AUC UGG UAA UAU ATT 3′, antisense : 5′ UAU AUUACC AGA UUU ACC CTT 3′; S3 : AGO-3075CCT GAA ACA TT AAG AGT AA, sense : 5′ CCU GAA ACA UUA AGA GUA ATT 3′, antisense : 5′ UUA CUC UUA AUG UUUCAG GTT 3 ; Negat ive cont rol : sense : 5’ -UUC UCC GAA CGU GUC ACGUTT-3, antisense : 5’ -ACG UGA CAC GUU CGG AG AATT-3’ )。实验共设 : 空白, 阴性对照, 阳性对 照, S1, S2, S3 共 6 组, 每组设 3 个重复孔, 加入的 siRNA 终浓度为 100nM, 24h 后更换一次童 虫培养基, 加入新鲜兔红细胞, 以及 siRNA。 培养 48h 后观察虫体, 去除培养基, 收集虫体, 液 氮保存。
         结果表明 siRNA 持续干扰日本血吸虫三天后, 观察虫体存活率以及虫体活力发现 空白组存活率较高, 虫体活动较活跃, 而干扰组存活率仅为空白组的 52.4%、 39.2-58.4%, 虫体活力较低。
         实施例 4 日本血吸虫小 RNA 分子的发现
         收集血吸虫不同发育时期虫体 (14 天到 32 天 ), 雌雄虫分开 ( 图 3), 利用 Trizol 提取总 RNA, 将提取的总 RNA 按图 2 进行 18-30nt 大小的筛选, 扩增, , 在 3` 和 5` 端分别加 上接头, 将加接头的分子进行扩增, 扩增结果利用 solexia 进行序列测定。将 Solexa 测序 所得 35nt 小 RNA 进行分析, 鉴定 miRNA。实施例 5 日本血吸虫小 RNA 分子在血吸虫病诊断中的应用
         将小鼠感染日本血吸虫, 在感染后的 14 天, 对小鼠采血。利用 Trizol 分离血液中 的总 RNA, 根据实施例 4 研究获得小 RNA 分子设计引物, 将分离的总 RNA 进行逆转录, 获得 cDNA, 以此 cDNA 为模板, 扩增上述研究发现的小分子 RNA, 将扩增的小分子 RNA 进行序列测 定。结果表明应用本研究获得小 RNA 分子, 利用 Stem-loop RT-PCR 技术可检测到感染血 吸虫的宿主血液中存在此分子 ( 图 4), 提示这些小分子可作为血吸虫病诊断的潜在标致分 子。
         本发明的范围不受所述具体实施方案的限制, 所述实施方案只作为阐明本发明各 个方面的单个例子, 本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。 实际上, 除了本文所述的 内容外, 本领域技术人员参照上文的描述和附图可以容易地掌握对本发明的多种改进。所 述改进也落入所附权利要求书的范围之内。上文提及的参考文献皆全文列入本文作为参 考。

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    日本 血吸虫 AGO 蛋白 基因 RNA 及其 用途
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    本文标题:日本血吸虫AGO蛋白、基因、小RNA及其用途.pdf
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