肝细胞癌mage-a9基因的克隆、表达及特性鉴定
2022-06-25
来源:独旅网
南京医科大学倾十学位论文肝细胞癌MAGE—A9基因的克隆、表达及特性鉴定研究生:徐璐导师:冯振卿教授中文摘要肝细胞癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)在我国发病率高,,临床疗效及预后均很不理想,近来针对肝细胞癌的免疫治疗受到瞩目。但是长期以来,人们未能在肝癌中发现适用于诱导保护性免疫应答的肿瘤抗原,因而阻碍了肝癌免疫治疗的进展。MAGE-A(melanomaantigenA)基因是首先从黑色素瘤中发现的一组肿瘤相关抗原,这类抗原在正常组织中除睾丸和胎盘外均不表达,但在某些恶性肿瘤高度特异性表达,同时经MHc—I类分子递呈到细胞表面后,可为自体细胞毒一t&T淋巴细胞(cytotoxicT1ymphocyte,CTL)识别,因而是一种CTL介导的特异性免疫治疗的理想靶分子。现已知MAGE—A基因家族成员达12个,各成员间的同源性较高。MAGE—A9eDNA全长945bp,编码分子量约35Kd的蛋白产物。迄今未见关于MAGE—A9基因克隆表达及在肝细胞癌中定位的研究报道。本课题在参照国内外相关研究的基础上,设计并完成了以下研究内容:1.从HCC组织中抽提总RNA,设计引物扩增MAGE—A9基因,经亚克隆、测序鉴定其序列,与GenBank数据库比对。2.构建MAGE-A9基因的原核分泌表达系统,分离可溶性表达产物,鉴定并纯化目的蛋白。3.割备抗MAGE-A9抗原的单克隆抗体。4.观察MAGE—A9基因在Hcc中的表达及定位。研究方法1.Trizol一步法提取肝细胞癌组织总RNA,RT—PCR扩增南京医科大学硕士学位论文MAGE—A9基因,经T—A连接克隆_@pMDl8一T载体,测序,并与GenBank数据库登录的MAGE-A9cDNA序列比对。2.限制性酶切图谱鉴定pMDl8一T—MAGE-A9克隆载体。采用质粒抽提、纯化、酶切、连接、感受态细菌制备和转化等技术,构建并鉴定原核表达载体。药物诱导MAGE-A9蛋白表达,SDS—PAGE7tWesternblot初步鉴定表达结果,然后将细菌表达产物超声裂解,再用HiTrap亲和柱纯化超声裂解上清。3.MAGE-A9蛋白纯化产物免疫BALB/c小鼠。取对数生长期的小鼠骨髓瘤SP2/O细胞与免疫小鼠的脾细胞按常规PEG方法融合,有限稀释法克隆细胞。ELISA'法检测杂交瘤培养上清与MAGE-A9蛋白的效价,Dotblot检验细胞培养上清与MAGE—A9的结合活性。4.免疫组4tABC法检坝JMAGE-A9基因在Hcc组织中的表达及细胞定位。研究结果1.扩增出约945bp的MAGE—A9基因,测序证实其序列与GenBank数据库报道序列完全一致。2.限制酶切结果显示克隆载体pMDl8-T—MAGE-A9构建成功。原核分泌型表达系统pBAD/gIII州AGE—A9在大肠杆菌Topl0中被诱导表达,获得有多聚组氨酸(His)。标签序列的重组表达蛋白,冷冻超声裂菌法分离结果显示MAGE—A9表达蛋白在菌体大部分为可溶性表达。用HiTrap柱纯化细菌表达产物,获得MAGE-A9蛋白纯化产物。3.ELIsA法检测杂交瘤培养上清,经3次亚克隆,阳性率达100%,获得稳定分泌特异性抗MAGE—A9单抗的杂交瘤细胞株,命名为AM9。DotbloU去检测杂交瘤细胞培养上清可与MAGE—A9特异南京医科人学硕L学位论文性结合。《.免疫纽化结果蜊AGE-A9在疆cc中主要定位于癌细胞胞结论本文通过构建肝细胞癌MAGE-A9基因的克隆载体pM3]8-T—浆,39例HCC,阳性表达8例,阴性31例,阳性表达率为21%。MAGE-A9勇L原核表达系统pBhD绳H卜MAGE-A9。潮备了抗MAGE-A9单克隆抗体,首次证实MAGE—ti9-{,t原在HCC中主要为胞浆表达,提示MAGE—A9可能成为lice特异性免疫治疗的潜在靶点,也为进一步研究肝癌发生的分子机制奠定了基础。【关键词】MAGE-A9;RT-PCR;基因克隆;基因表达;单克隆抗体;免疫组化——Cloning,Expressionand堕塞垦型查兰塑:!兰堡堡兰IdentificationinofHumanMelanomaCarcinomasAntigenMAGE-A9HepatocellularABSTRACTTheanyoccurrenceofHCCishighinChina.However,therehasagainsthepatocellulartonosatisfiedtreatmentcarcinoma.Adevelopvaccinescancer-isHCCforusefultreatingstrategypotentiallyagainstantigensthatarecommonlyexpressedonthistypeofIthasbeenreportedthatthespecificexpressionofsomeMAGE—AhasinHCCisexpressiontumor—specifichigh.Therefore,thegenesmadetheMAGE—Agenesinterestingascandidatesforantihepatocellularcarcinomaimmunotherapy.In1991,vallderBmggeneta1.identifiedthefirstmelanomaantigen12gene,MAGE—AI,inahumanmelanomacellline.Sincethen,MAGE.Ageneshavebeenisolatedandsequencehomology.GenesofMAGE—Afamilyareareofsolidseveralintypesexpressedtumorsbutsilentinnormaltissueswitht11eexceptionofmalearegermlineMAGE_Aencodedgenesbycells.Therefore,peptidescallthatantigensstrictlytumor-specificberecognizedbyCTLandconstitutepromisingtargetsfordiagnosisandtherapy.MAGE_A9isofDar七icularrelevanceinthecontextoftheMAGE—Agenefamily,hasitstochromosomeproducthasbeenX,andgenewhichmappedbeenidentifiedasaproteinofanofmolecularweightapparentMroftheaboutisknownlittleexpression35,000.SinceMAGE-A9intheexaminedinChinesecarcinomaspopulation,wehepatocellularexpressionofMAGE—A9in39prognosticparamete‘8oIfulfilledsomethiscarcinoma.Instudy,wehepatocellularobjects·objectives:4——一carcinomatissue,to堕室垦!!查兰堡!:兰垡堡塞1·ToextracttotalRNAofMAGE—A9genefromhepatocelllaramplifytheMAGE—A9cDNAproductsandtosubcloneitintotheT-vectorforDNAsequencinganalysisandidentifyingthesequence.2.ToconstructtheprokaryoticexpressionsystemofMAGE—A9gene,toidentifyandpurl匆thecultureproducts.3.TOgeneratethe4.TOHCCmonoclonalantibodyofMAGE—A9antigenexaminetheexpressionandIocationofMAGE。A9inMethods1.TotalRNAwasextractedfromthehepatocellularcarcinomatissuebyusingTrizaolandreversetranscribed.MAGE.A9acDNAwasamplifiedbyPCR,ligatedwithsimilarlyrestrictedpMD.18Taftercomparingwithsimplevector,sequcecedandidentifiedGenBank.2.ThepurifiedplasmidwasdigestedwimEcoRlandHindIIIandsubclonedintoexpressionplasmidvectorpBAD/glllwithsix-histidinetagandtherecombinantplasmidwastransferredintoE.coliTOPl0.ThisCulturewasinducedbyL—arabinoseandpurifiedbyHiTrapaffinitycolumns.SDS—PAGEandWesternblotmonitoredtheproductionandpurificationoftherecombhaantprotein.3.BALB/cmicewereimmunizedwithpurifiedmaterial.asAnimalsweresacrificed,andfusionswereperfomleddescribedinmanuscript.HybridomathepurifiedsupernatantswerescreenedbyELISAandproteinwasusedasMAGE—A9theantigen.ThemonoclonalantibodywasidentifiedbySDS—PAGEandDotblot.4.ThewxpressionandlocationofMAGE—A9inHCCwereexaminedthroughImmunohistochemicalassay.ResultsS南京医科火学硕十学位论义1.The945bpproductwasSaBleMAGE—A9togenewasamplifiedanditssequenceonMAGE—A9cDNApublishedGenBank2.RestrictionmappingofrecombinantplasmidrevealedthatthecloningvectorpMD18一T——MAGE—A9inductioninofwassuccessfullyconstructed.L—arabinosetheexpressionsystemproteinpBAD/glII·-MAGE·-A9exhibitinganapparentresultedtheproductionofaMr35,000,matchingthepreviouslydescribedMAGE—A9geneproductandidentifiedbyWesternblot.PurifiedproductsweregeneratedbyusingHiTrapcolumn.3.ThepositiverateofELISAwas100%afterthreesubclonessecretandastablehybridomacelllinethatcansanti--MAGE-—A9monoclonalantibodyhasbeencreatedandthenbeennamedAM9.TheresultsofDotblotrevealedthatthecelllinesecreting0nanti--MAGE—-A9monoclonalantibodyshowedexclusivereactivitytheM_AGE—A9protein.4.IntracellulardetectionofMAGE-A9geneproductawasattemptedinhepatocellularcarcinomatissuesandcytoplasmicreactionwasobtainedwithanti—MAGE—A9monoclonalantibody.Tissuesof39hepatocellularcarcinomaswereanalyzedforMAGE—A9byimmunohistochemistry.Amongcarcinomas39hepatocellularMAGE—A9wasexpressedin8casesf21%).ConclusionMAGE-A9antigenwasexpressedinaflairproportionofhepatocellularcarcinomaspecimens,thesepatientsmightbesuitablecandidatesforimmuneinvolvingantigenencodedbygene-MAGE—A9【Keywords1MAGE—A9;RT—PCR;genecloning;geneexpression;monoclonalantibody;immunohistochemitry6南京医科人学硕十学位论文前言恶性肿瘤是一种严重危害人类健康的疾病。2000年,我国恶性肿瘤发病200万,死亡150万,在城市居民死因顺位中居第一位,在农村居民死因顺位中居第二位。肝细胞癌(HCC)是恶性肿瘤中危害性最大的疾病之一,其发病率很高,尤其集中于发展中国家,中国的HCC发病数占全球发病总数的43%,而且近年来其发病率与死亡率均呈上升趋势…。然而由于Hcc多发于中老年人,起病隐匿,且多合并肝硬化等并发症,所以一直以来HCC的临床疗效及预后均很不理想,手术切除率及术后生存率均较低,一年术后生存率仅为39。7%。在过去20多年中,研究人员发明了多种癌症免疫治疗方法,如:细胞因子及其它生物调节因子、LAK细胞、TIL细胞、放射线灭活肿瘤细胞等。然而几乎所有的这些治疗措施都未能激发持久的免疫反应,包括肾细胞癌和黑色素瘤(这两种肿瘤对免疫治疗相对更敏感)。而肿瘤特异抗原的发现和确定,以及随后的肿瘤与宿主相互作用的分子机制的阐明,为研发新的肿瘤疫苗提供了可能。因而近年来针对肿瘤的免疫治疗成为研究热点而肿瘤免疫治疗的关键问题在于能否找到更多特异的肿瘤抗原。自&kl991年VanderBruggen等首次成功地分离出了人黑色素瘤MAGE(mel8nOmgantigen)抗原,并建立了克隆肿瘤抗原的技术路线,MAGE基因就成为了肿瘤免疫治疗的研究热点…。MAGE—A为MAGE家族中的一个亚家族,这类抗原在正常组织中除睾九和胎盘组织外均不表达,但在某些恶性肿瘤高度特异性表达,经MHc—I类分子递呈到细胞表面后,可为自体细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxicTlymphocyte,CTL)识别¨1,因而MAGE—A基因南京医科人学硕上学位论文可成为一种CTL介导的特异性免疫治疗的理想靶分子。另有报道MAGE-A基因不但能激发细胞免疫,也能诱导体液免疫…,因而MAGE—A在肿瘤免疫治疗中得到比较广泛的应用|51。相关的免疫治疗实践主要集中在如下方面:周MAGE—A抗原肽疫苗诱导扩增特异性CTL进行过继免疫治疗¨1;用人工合成的MAGE—h抗原肽脉冲处理树突状细胞(DC)或用MAGE—A基因修饰的Dc制成Dc疫苗,对肿瘤患者进行免疫治疗¨-”。迄今已知MAGE-A基因家族成员达12个,均定位于Xq28㈨1,特异性表达于多种恶性肿瘤及正常睾丸和胎盘。MAGE—A家族各成员问的同源性较高,MAGE-A9是MAGE—A家族中的一员,eDNA全长945bp,编码分子量约35kD的蛋白产物。虽然MAGE—h家族由于它们在肿瘤中的广泛表达及诱导肿瘤免疫反应的能力,而成为肿瘤免疫治疗的热点,但有关MAGE—A9的研究,无论是国内还是国外都少之又少。而且由于缺乏特异性单克隆抗体,仅有的少量关于MAGE~A9基因的研究也都停留在基因水平,如MAGE—A9在食管腺癌相关醚j13arrett食道中过表达”1,在皮肤T细胞淋巴瘤阳性表达¨州等。但是基因与蛋白水平的表达并不完全一致,更重要的是,肿瘤免疫治疗是以抗原的确切定位为基础的,有关MAGE—A9基因的克隆、表达、单抗制备,以及在Hcc中表达的研究迄今未见报道。本文首次通过克隆、表达肝细胞癌MAGE—A9基因,制备抗MAGE—A9的单克隆抗体,观察MAGE—A9基因在Hcc中的表达及定位,为HCC的免疫治疗及阐明其发生发展的分子机制奠定基础。南京医利大学母i上学{}7_论义材料和方法1.HCC女]I织OfrMAGE-A9基因的克隆、表述1.1主要材料1.1.1临床标本:lice手术切除新鲜标本1例,取自江苏省肿瘤医院住院病人(男性,50岁,病理诊断证实为HCC),液氮保存。1.1.2菌株和质粒:大肠杆菌菌株TGl(supEhsdA5Lhi△(1ac—proAB)F7[traD36proAB‘laCI。lacZAMl5])及Topl0F,mcrA,么△(mrr—hsdRMS—mcrBC),由801acZ』M15,彳△lacX74,deoR,fecAl,araDl39,A△(ara—leu)7607,galU,galK,rpsl,endAl,mupG由本实验室保存。质粒pMDl8-T购自大连宝生物公司,pBAD/gIII载体购自Invi1.1.3主要试剂:trogen/涧。(i)HRP标记的羊抗鼠IgG购自华美公司;羊抗鼠抗HiS抗体购自Merck公司;②TriZOl试剂及cDNA第一链合成试剂盒购自GibcoBRL公司:③PeR试剂,ExTaq酶,DL2限制性内切酶FcoR000、DLl5000DNAMarker,I、[1indIII,T4DNA连接酶,质粒小量提取及小量胶回收纯化试剂盒等购自大连宝生物公司;④丙烯酰胺,亚甲双丙烯酰胺,AP,TEMED,左旋阿拉伯糖(L-Arabinose)购自Sigma公司;⑤DEPC、溶菌酶、硝酸纤维紊膜等购自上海生工生物工程公司;⑥低分子量标准蛋白质Marker,预染低分子量标准蛋白质Marker购自Bio~RAD公司,苯甲基磺酰氟(PMSF)购自上海丽珠9南京医利人学硕士学位论文东风生物技术公司;⑦Hitrap镍亲合柱购自Amersham公司:⑧其它常用试剂均为国产分析纯1.1.4主要仪器①H198127放水型袖珍pH/温度电脑测试笔HANNA②D一37520Osterode低温高速离心机HERAEUS③TPersonalPCR仪Biometra④D01phin-Doc凝胶成像系统⑤EPS604稳压稳流电泳仪⑥zF型紫外透射反射分析仪Wealtec南京新校园研究所上海嘉鹏有限公司Bio—RADOAGIKEWORKS⑦蛋白电泳仪(POWER/PAC200),电转移仪⑧超声破碎仪⑨MULTISKAN酶标仪Thermo⑩恒温水浴箱POLY—SCIENCE1.2HCC组织总RNA提取、鉴定及RT—PCRHCC总RNA提取及鉴定1.2.1将一小块约lcm3HCC组织从液氮中取出,置于经DEPC和灭菌处理的玻璃匀浆器中,加入lmlTrizol,反复研磨直到看不见固体物质后,将匀浆转入1.5mlEppendorf管中,加入0.2ml氯仿振荡混匀,静置15min,4℃离心(12000rpmx10min),吸取上层液相。转移至一新的Eppendorf管中,加入0.5ml异丙醇,室温沉淀10min,4℃离心(12000rpm×10min),弃上清,沉淀用70%冰乙醇洗涤,空气干燥,重溶于适量的0.1%DEPC水中,置一70℃保存备用。总RNA的鉴定:南京医科大学坝上学佗论文①紫外分光光度仪检测:测定oD:。。与0D:。值,要求OD:。/0D:。。在1.8~2.0,并根据oD。值和稀释倍数计算总RNA浓度,稀释至《1“g/“1。②甲醛变性胶电泳鉴定RNA质量配制1%甲醛变性胶:称取240fⅡg琼脂糖,溶于i2.43mlDEPC水,冷却到60℃后加入4mlMOPS,40mM乙酸钠,5mMEDTA5xO.1{5MOPS缓冲液(0.1MpH7.0H1pH8.0)、3.57mi甲醛和2EB(10mg/m1),混匀后灌胶。配上样的RNA样品:取RNA样品5.5“1与5×MOPS缓冲液5.0“1,甲醛4.5“l,甲酰胺1o“1混匀后,于65℃温育15min,冰浴冷却,离心收集于管底。加5“1甲醛加样缓冲液(5o%甘油,lmMEDTApH8.0,0.25%溴酚蓝,0.25%二甲苯青FF),于50V电泳2h。紫外灯下观察,28S:18S在2:1左右者为符合要求的总RNA样品。1.2.2RT-PCR扩增MAGE—A9基因①cDNA第一链合成:以oligo(dT)为引物进行反转录,取5×Buffer8“i,2.5mMdNTPs12“l,lug/ulOligo(dT)l82“l,总RNA体积408ul,RNAiu1"l,RTaSel¨l,DEPCH208.u1,反应总l,42℃1h逆转录反应,65℃30min终止反应并灭活RTase。置一20℃保存备用。②寡聚脱氧核苷酸引物的设计:根据GenBank中MAGE—A9基因序列设计引物PI:5’CAC丛昼堡!!cGGACTCCCTCTTCCTCCTCTCTP2:5’CCGGAATTCGAATGTCTCTTGAGCAGAGGAGT3’;3’,分另4;l入ttindIII和EeoRI酶切位点,由北京赛百盛公司合成。③PCR反应:堕墨!至羔!△堂堡±堂些丝兰以eDNA为模板,PCR反应体系:10×ExTaqBuffer(Mg“Free)5“15uMgCl2(25mivl)lldNTP(2.5mM)5u上游引物(2opM/“1)下游引物(20pM/H1)TemplateEx2¨12ul2U1O.5u1Taq(5u/¨1)ddHt028.550ul总体积u1采用以下反应条件:94℃4min预变性,94℃50s变性,58℃50s退火,72℃60s延伸,共30个循环,72℃终末延伸7min。④PCR产物的鉴定和纯化50EDTA2xTAE贮存液配制:Tris60.59,冰醋酸14.3ml,0.5mol/L5ml,加ddH:0至250ml。1.O%琼脂糖凝胶配制:琼脂糖1.Og,1×TAE溶液100ml,加热至琼脂糖融解,冷却至50℃左右时加入溴乙锭至0.5“g/ml,铺板凝固后使用。琼脂糖凝胶电泳:电泳槽中注入1×TAE溶液至高于凝胶面,取10“1PCR产物,加1样,用DL2000DNhpl的10xDNA上样缓冲液,混匀上Marker作为参照,80V电泳。PCR产物的纯化(参照试剂盒操作手册):紫外灯下,用切胶器切下含目的基因DNA条带的琼脂糖块,放入1。5ml离心管中,称重,计算胶块重量;每100mg胶块加入300u1的溶胶液,置2南京医科夫学硕L学位论文50℃水浴10miFI,使琼脂糖胶完全溶化,期间颠倒混匀数次;将溶化的液体移入吸附柱,离心弃收集液,用洗涤液洗两次;离一,12后将吸附柱置一干净的t.5ml离心管中,在吸附膜中央加入30“1洗脱液,静置lmin后12000rpm离·,12lmin,离心管中的液体即为回收的DNA,一20。C保存备用。1.2.3pMDl8-T-MAGE—A9克隆载体的构建①将纯化的PCR产物与pMDl8一T载体进行T—A克隆重组。连接反应体系:目的基因片段(MAGE—A9)4.5“lpMDl8-TvectorLigatiOilSolUtiOilIO.5ul5“l连接反应条件:16℃连接4h。②重组体的细胞转化LB液体培养基配制:Bacto—TryptoneExtract59,NaCl1109,Bacto—Yeast09;加ddH20溶解,用10NNaOH调pH值至7.4,定容至1000ml,15磅高压灭菌2Omin,4℃保存。LB固体培养基配制:取LB液体培养基1OOml,加1.59细菌培养用琼脂粉,15磅高压灭菌20min,无菌状态下铺制平板,4℃保存备用;如需配制选择性平板,则待其冷却至50℃左右时加入抗生素或其它添加成分,混匀后铺平板备用。0.1MCaCI2溶液配制:CaCl2·2H202.949,溶于200mlddlt:0中,0.22“m滤器过滤除菌,一20℃贮存。感受态细胞制备:用接种环沾取少许一7o℃冻存的昱coliTGl,划线接种于LB平板上,37℃培养过夜。次日挑取单菌落接南京医科大学硕上学位论文种入3mlLB液体培养基中,37℃振荡培养过夜。然后以1:50接种入3mlLB液体培养基中,37℃剧烈振荡(250rpm)培养约2~3h(ODs。约为0.3~0.4)后取出,立即置冰浴10min,分成2管,4℃,40009离心10min,弃上清,每管加冰顸冷的0.1MCaCl:min,溶液lml,轻轻重悬菌体,置冰浴30nfin;4℃,40009离心10弃上清,倒置于无菌滤纸上lmin,再以100溶液轻轻重悬菌体,置4℃,用于转化。u1冰预冷0.1MCaCl:Amp溶液配制:氨苄青霉素钠溶于ddH,0,配成50mg/ml,过滤除菌,分装-206C贮存,工作浓度5o“g/ml。取上述/7.col/TGl感受态细胞100“1,无菌条件下加入亚克隆重组体10“l,轻旋混合,冰浴30min,静置42℃水浴热休克90sec,再冰浴5min;加入无抗生素的LB液体培养基4oO“1,37℃,150rpm振荡培养1h使细胞复苏;再以9000rpm离心50sec,弃去400“1上清,重悬余下的茵体;取LBAmp‘选择性平板,用100mmol/LIPTG100“l和40mg/mlX-gal20肚l混合液均匀涂布平板,置37℃培养箱吸收20miFi,用无菌接种棒将上述菌液均匀涂布该平板,正放吸收20min,再倒置,37℃培养过夜。③阳性重组体的筛选鉴定观察上述过夜培养的选择性平板,其菌落颜色可供初步筛选,含重组子的阳性菌落呈白色,不含重组子的阴性菌落呈蓝色。挑取白色单菌落,接种于lmlAmp‘的LB液体培养基中,37℃200rpm振荡6~8h后取菌液做PeR鉴定,以初步筛选的菌液为模板,反应体系及条件同1.3.2,1.O%琼脂糖凝胶电泳检测。经蓝/白斑筛选与菌液PCR鉴定重组子含目的DNA后,对重组体14南京医科大学硕士学位论文DNA进行序列测定,测序引物为M13—47和RV—M,采用ABI377XLPRISM“DNA测序仪,由大连宝生物工程有限公司提供测序报告。登陆NCBI网站与GenBank登录序列(见附录)进行比对。1.2.4MAGE-A9基因与原核分泌型表达载体pBAD/gIII重组①提取pMDl8-T-MAGE—A9重组质粒和载体pBAD/gIII质粒:取已鉴定含有质粒的单一克隆菌,接种到Amp。的LB液体培养基中,37℃振荡培养过夜,用小量质粒抽提试剂盒提取质粒pMDl8-T—MAGE-A9。同样方法获得表达载体pBA3/gIII。②目的基因片段的双酶切和回收双酶切反应体系:pMDl8-T-MAGE—A910×H40“l51.51.5ubuffer111EcoRIHindIIIddH20uu2“150“1h总体积双酶切反应条件:37℃4~6双酶切反应产物检测:1%琼脂糖凝胶电泳紫外灯下切胶回收纯化MAGE-A9基因片段,方法同前。③含有粘性末端的线性pBAD/gIII载体的制备双酶切反应体系:pBAD/gIII质粒DNA10×HbufferFcoRI16批12“11Ul1“1HindlII南京医科大学硕十学位论文总体积20u1双酶切反应条件:37℃4~6h双酶切反应产物检测:1%琼脂糖凝胶电泳紫外灯下切胶回收纯化线性pBAD/gIII栽体,方法同前。④目的基因与载体pBAD/gIII的定向连接用DNA定量Marker在凝胶成像系统中分析纯化的MAGE-A9和pBAD/gIII的DNA量,设计连接反应体系。连接反应体系:MAGE—A96“1I2.51upBAD/gII11110×T4DNAL[gasebufferT4uDNALigase0.5u总体积1Ou11连接反应条件:6℃连接过夜⑤重组体阳性菌落鉴定:制备£cotiTGI的感受态细胞,取10“l连接产物进行转化,将菌液均匀涂布Amp‘的LB平板,37℃倒置培养过夜。从平板上挑取最coilTGl单菌落接种于Amp‘的LB液体培养基,37℃振荡培养扩增,提取质粒MAGE-A9-pBAD/gIII,用EcoRI和HinaqII双酶切,1%琼脂糖凝胶电泳鉴定。1.2.5重组蛋白的诱导表达、纯化①重组蛋白的诱导表达:取鉴定过的1“1质粒MAGE—A9一pBAD/gIII转化入100coliTopluI最0感受态细胞中,将菌液均匀涂布Amp。的LB平板,37℃倒置培养过夜,方法同前。接种Topl0/MAGE—A9一pBAD/glII6由京医利大学帧上学位论文单菌落至3mlAmp‘的LB液体培养基中,37。C恒温摇床,200rpm振荡过夜;取过夜培养菌30¨I接种于3mLAmp7的LB液体培养基中共2管,37℃恒温摇床,200rpm振荡培养约3~4h;细菌浓度生长到吸光度(A)值A600=O.4~0.6时,取出1管加入左旋阿拉伯糖至终浓度为0.02%,于37。C恒温摇床培养,250rpm诱导表达4h,余下的1管为阴性对照;诱导完毕,各取lml样品入Eppendorf管,4℃离心,50009。1Omin,吸弃上清,收集菌体。②重组蛋白的初步鉴定:SDS-PAGE蛋白电泳12%SDS-PAGE凝胶的配制:2%分离胶(4ml/块)浓缩胶(3m1)2.1500uddH201.32ml1.60mlm1130%AATris—HCl1O%SDS10%AP1.5M(pH8.8)1.Oml40¨140u16“11M(pH6.8)380ul30“l30Ul5“lTEMED2×LoadingBuffer的西己制:1MTris—HCl(pH6.8)12.5ml,p一巯基乙醇10ml,20%SDS20ml,甘油20ml,溴酚蓝0.29,加ddH。0定容至lOOml。煮样、上样:取50“1样品加等体积2×LoadingBuffer及lOu1DTT混匀,置100℃加热5min,t0000rpm,离心lmin,u上样15~201于12%SDS-PAGE中电泳,稳流12mA;剥胶、染色与脱色:剥胶,于考马斯亮蓝染色液(考马斯亮蓝R-2500.59,甲醇22.5ml,冰乙酸5Oml,蒸馏水加至500m1)南京医科大学硕上学位论艾中慢摇30min~lh,再放入脱色液(甲醇5.0ml,冰乙酸7.Oml,加水至100m!)中脱色至底色透明后,观察分析重组蛋白条带有无及条带位置。Westernblot免疫印迹实验:Loading取诱导表达菌体悬液100“1加等体积2×SDS-PAGEBuffer,进行12%SDS—PAGE,用预染蛋白分子量标记物做参照。电泳完毕后,剥胶,进行电转移:取一张与胶大小一致的硝酸纤维素薄膜,将其浸入电转液(Tris5.829,甘氨酸2.939,甲醇200ml,加ddH:0至1000m1)中至少15min,胶与硝酸纤维素膜对齐,两侧各放一层滤纸,滤纸两侧各放一层海绵,膜在正极端,胶在负极端,放入电转移仪中,加满电转液,以300mA电泳,l_5h。取出硝酸纤维素膜,用1:10稀释的丽春红储备液(丽春红29,三氯乙酸309,磺基水杨酸309,加ddH:0至100ml配成10×贮备液)预染,提示转膜效率后,将硝酸纤维素膜置于PBSTM(PBS中加0.05%Tween-20配成PBST,再加5%脱脂牛奶配成),4℃封闭过夜,用PBST洗膜3次,每次慢摇10min。加一抗(用封闭液PBSTM以1:1000稀释的Anti一/]is抗体),37℃慢摇1~2h。再用PBST洗膜3次,每次慢摇10min。加二抗(用PBSTM以1:200稀释的HRP标记的羊抗鼠IgG),37℃慢摇1h。再用PBST洗膜3次,每次慢摇10m[n。加底物液(DAB12mg,30%H。0:2”1,ddH:0Oml),避光,显色15min,观察重组蛋白印迹条带的有无与位置等。③MAGE—A9基因表达蛋白的初步纯化超声裂解茵体蛋白:配制菌裂缓冲液(50n,noi/Lp118.01Tris—ttCl,0mmol/LEDTA,0.85%NaClo收集诱导表达4h的菌体南京医科大学硕L学何论文l000ml,4℃离心,100009“10min,弃上清,用1×PBS洗涤、离心1次,按湿重每19菌加3ml菌裂解缓冲液,悬浮沉淀,反复冻融5~6次;加50mmol/L的PMSF3“1,10mg/ml溶菌酶80“1,4。C搅拌20min;置37℃继续搅拌,当裂解物粘稠时加DNaseI20“g/g湿菌,室温静置lh;冰浴中超声裂解细菌,300瓦,10sec×50次,间歇10sec;菌液变清,4℃离心,120009x10min,分别留取上清和沉淀,取15~20u1,加2xLoadingBuffer,12%SDS-PAGE电泳与Westernblot鉴定,方法同上。用HiTrap亲和柱纯化变性液:Hirrap亲和柱(商品名HiTrapChelatingHP,1a11)购自AmershamBiosciences公司,纯化按照说明书进行。取注射器一支,吸入5mlddH:0,接上柱的上端,去除柱的封闭末端,用5mlddH:O洗柱。然后用4{】1lBindingBuffer(0.02MNa3P04,0.5MNaCl,8Murea,pH7.4)NiSO。与400“1EDTA(O.5M)过柱,再用4mlddH:O洗柱后,用2ml过柱,再用4mlddH:0洗柱。用2mlBindingBuffer过柱,取BufferUFea,5ml样品以小于lml/min速率过柱,再用4m]Bjnd]ng过柱后,用E1UtionBuffer(0.02MNa3POq,0.5MNaCl,8MpH7.4,0.2~0.5N咪唑)1.5ml/次洗柱,以含有0.2M、0.3M、0.4M、0.5M咪唑的ElutionBuffer依次洗柱,分别得到4管纯化液,同前处理样品后进行12%SDS—PAGE电泳,分析洗脱最佳的咪唑浓度。收集纯化液,一20℃冻存。用酶标仪测定洗脱液的A260和A:。。值,按公式计算蛋白浓度:蛋白浓度(mg/m1)=1.5XA280-0.75×Azso。2.制备抗MA6E-A9的单克隆抗体9南京医科大学硕L学位论文2.1主要材料2.1.1实验动物:BALB/c小鼠,6-8周龄,雌性,体重18~209,由中国科学院上海实验动物中心提供。饲以标准饲料。2.1.2小鼠骨髓瘤SP2/0细胞由本试验室保存;RPMI一1640培养液、胰酶购自GIBCOBRL公司;小牛血清(NBS)购自Nalgene公司;细胞培养板购自Costar公司。2.1.3IsoStrip单抗亚型鉴定试剂盒购自Roche公司。2.1.4其他常用试剂同前。2.1.5主要仪器①AE2001/10000电子天平SartoriUS②MEGAFUGEl.OR水平低速离心机HERAEUS③ROT一14纯水设备④倒置显微镜南京俊朗有限公司奥林巴斯奥林巴斯日本三洋⑤CH20BIMF200显微镜⑥一70℃,一140℃超低温冰箱⑦BBl6二氧化碳细胞培养箱HERAEUS⑧其他仪器同前2.2免疫小鼠初次免疫,抗原为纯化后浓度为0.446mg/ml的MAGE—A9蛋白,100btg/鼠,加等体积福氏完全佐剂,用搅拌器打成油包水的乳糜状,腹腔注射,间隔2周。第二次免疫,剂量、途径同初次免疫,加福氏不完全佐剂,间隔2周。第三次免疫,剂量、途径同上,不加佐剂,1周后采小鼠眶下静脉血,ELlSA法检测免癌效果。南京医科人学硕士学位论文ELISA检测:MAGE-A9蛋白纯化产物用包被液(9119.6碳酸盐缓冲液)稀释至终浓度10“g/m1,100“1/孔包板,4℃过夜。次日甩去包被液,0.025%PBST洗板3次,将洗板液甩干。静脉血静置过夜,可见淡黄色透明血清析出,吸取11u1血清,加入00¨l含20%小牛血清的RPMI1640培养液,混匀,加入96孔板,同时设空白对照,37℃孵育40min,甩去液体,同上洗板3次。加入HRP标记的羊抗鼠IgG(1:100)50“1/孔,孵育20min,甩去液体,洗板6~8次,甩干洗板液。加入TMB50ul/孔,l0min内观察显色情况。阳性孔为蓝色,阴性孔为无色。2.3细胞融合2.3.1培养液及细胞准备:①培养液配制:RPMI1640干粉培养基,加入三蒸水400ml,磁力搅拌器搅至完全溶解,用碳酸氢钠颗粒调pH值至7.0~7.2,加三蒸水定容至1000ral。无菌条件下,用0.22“m孔径滤膜的过滤器除菌,分装一20。C保存备用。加预先灭活的NBS至终浓度为20%。NBS需一20。C保存,37℃水浴解冻,56℃灭活30分钟后使用。②复苏培养细胞:取无菌试管,加6ml培养基,将从一140℃冰箱中取出的冻存有sP2/o细胞的冻存管迅速置37℃水浴,充分摇动,使之在lmin内完全融化。放入培养基中混匀,10009离心5min,弃上清,加6ml培养基,用吸管轻轻吹打悬浮细胞,然后将细胞悬液移入培养瓶中,置37℃,5%CO。环境培养,次日更换培养液,继续培养。2.3.2融合:将培养瓶中准备好的对数生长期sP2/o细胞冲洗下童墨堕型查兰竺土兰些丝兰来,15009离心5min,弃上清,加RPMI1640培养液20ml混匀,如此离心反复3次,计数细胞。经眶下静脉抽小鼠血备用,颈椎脱臼处死小鼠,置75%酒精消毒。无菌环境取出小鼠脾脏,在筛网中磨碎,获得小鼠脾细胞,计数。将SP2/0细胞与脾细胞按1:8比例混合,在37℃水浴中滴加50%PEG(分子量为4000)0.8ml,边加边搅拌。加HAT培养液40ml混匀,加入两块96孔板,每孔200p1,置37。C5%C02培养箱中培养。2.4检测及亚克隆观察细胞生长情况,酌情半量换液,待细胞克隆布满孔底1/lo面积时,ELISA检测细胞培养上清,步骤同前。将阳性孔中的细胞移出到24孔板中扩大培养,挑选阳性最强的孔行亚克隆。冲下孔中细胞,计数,稀释,96孔板第一排每孔10个细胞,其余每孔1个细胞。培养至肉眼可见克隆,及时进行抗体检测。2.5单抗纯化及亚型鉴定:用FPLC(pierce公司的proteinL)纯化单抗。单抗亚型鉴定应用IsoStrip单抗亚型鉴定试条,将杂交瘤细胞培养上清1:50稀释,从中取出150¨l加入试管,然后再加等量的新鲜稀释液入试管,室温孵育30see后快速摇匀;将单抗亚型鉴定试条插入试管中,黑端向下,5~10min后观察蓝色条带的位置。2.6ELISA及Dotblot鉴定杂交瘤上清与MAGE-A9蛋白的结合活性:以MAGE—A9包板,加对数生长期的杂交瘤细胞培养上清孵育,上清以1:1o’1:100,1:1000,l:t022000稀释,加HRP标南京医科大学蛳!lj学位论文记羊抗鼠IgG进行ELISA检测,以免疫小鼠血清为阳性对照,SP2/0细胞培养上清为阴性对照。在硝酸纤维素薄膜上,用灭菌Tip压出加样孔印,使每个加样孔印直径约4mm,孔距约3mm。硝酸纤维素薄膜放在10raMPBS液中浸透平衡30min,37℃孵箱中烘干。在每孔印以1Hl样品液点膜,样品为MAGE-A9蛋白,以细菌空载作为阴性对照,1%BSA为空白对照点膜。再在37℃孵箱中烘干。将硝酸纤维素膜置于PBSTM,4℃封闭过夜。用PBST洗膜3次,每次慢摇10min。再在37℃孵箱中烘干。杂交瘤培养上清作为一抗,37℃慢摇2h。再用PBST洗膜3次,每次慢摇10min。加二抗(用PBSTM以1:200稀释的ltRP标记的羊抗鼠IgG),37℃慢摇1h。再用PBST洗膜3次,每次慢摇10min。加底物液(DAB12mg,30%H:0:2“l,ddtt:00m1),避光,显色15min。3.免疫组化检测MAGE—A9在肝癌中的表达3.1主要材料及仪器①临床标本:HCC蜡块标本39例,编号为1~39,1号为1.3.1中抽提总RNA余下的肝癌组织制备的蜡快,2~38号取自南京医科大学第一附属医院病理科,男性36例,女性3例,年龄31~74岁。均经病理诊断证实为ttCC。②ABC免疫组化试剂盒购自Vector公司③切片机(Leica),图像分析软件(Zoneking)其他仪器同前。3.2方法免疫组化染色按ABC法常规操作南片【医科大学硕士学位诒文①石蜡切片厚4um,脱蜡至水。②微波修复5rain,置室温自然冷却30mirl。切片过水,0.03%PBST洗5min。③将3%Hz0:均匀滴在组织上,每片100“1,15min后过水一遍,再用PBS洗3遍,每次5rain。④2%马(二抗动物)血清每张切片100u1封闭30min。⑤加细胞培养土清(1:1,1:2,1:5,1:lO稀释,稀释液为1%BSA/PBS)每张切片100“1,置4℃冰箱过夜。0.03%PBST洗3遍,每次5min。阳性对照为免疫小鼠血清(1:1OO稀释),阴性对照为se2/o细胞培养上清,同时设PBS为空白对照。⑥加马抗小鼠生物素4t;-二E(按试剂盒推荐浓度的1:2稀释),每张切片100每次5min。ul,置37℃孵箱1h。0.03%PBST洗3遍,⑦加ABE复合物(按试剂盒要求,于30rain前配制,准确加100“1试剂A到10mlPBS中,然后加100“1试剂B,立即混匀),每张切片l00“1,置37℃孵箱40min。0.03%PBST洗2遍,PBS洗一遍,每次5min。⑧DAB显色2~10min,镜下观察出现棕色沉淀即用自来水终止反应。复染,封片。24南京【堑科大学硕士学位论文结果1.MAGE—A9基因的RT-PCR扩增结果取10“1PCR产物,1.O%琼脂糖凝胶电泳,MAGE—A9基因为945bp大小,如图1所示。120O0bp945bDOO0bp2●75Obp5O0bp25ObplOObp1MAGE—A9基因扩增产物;2.DL2000DNAMarker图1MAGE—A9基因扩增产物1.0%琼脂糖凝胶电泳结果2.PCR产物的亚克隆将PCR产物与pMDl8-T载体进行T—A克隆(图2),获得DMDl8-T—MAGE-A9重组体,经蓝/白斑筛选和茵液PCR初步鉴定结果正确。3.测序结果及序列分析RT—PCR产物测序结果如下:ATGTCTCTTGAGCAGAGGAGTCCGCACTGCAAGCCTGATGAAGACCTTGAAGCCCAAGGAGAGGACTTGGGCCTGATGGGTGCACAGGAACCCACAGGCGAGGAGGAGGAGACTACCTCCTCCTCTGACAGCAAGGAGGAGGAGGTGTCTGCTGCTGGGTCATCAAGTCCTCCCCAGAGTCCTCAGGGAGGCGCTTCCTCCTCCATTTCCGTCTACTACACTTTATGGAGCCAATTCGATGAGGGCTCCAGCAGTCAAGAAGAGGGAGAGCCAAGCTCCTCGGTCGACCCAGCTCAGCTGGAGTTCATGTTCCAAGAAGCACTGAAATTG’S南京医科人学顶+学位论义AAGGTGGCTGAGTTGGTTCATTTCCTGCTCCACAAATATCGAGTCAAGGAGCCGGTCACAAAGGCAGAAATGCTGGAGAGCGTCATCAAAAATTACAAGCGCTACTTTCCTGTGATCTTCGGCAAAGCCTCCGAGTTCATGCAGGTGATCTTTGGCACTGATGTGAAGGAGGTGGACCCCGCCGGCCACTCCTACATCCTTGTCACTGCTCTTGGCCTCTCGTGCGATAGCATGCTGGGTGATGGTCATAGCATGCCCAAGGCCGCCCTeeTGATCATTGTCCTGGGTGTGATCCTGACCAAAGACAACTGCGCCCCTGAAGAGGTTATCTGGGAAGCGCTGAGTGTGATGGGGGTGTATGTTGGGAAGGAGCACATGTTCTACGGGGAGCCCAGGAAGCTGCTCACCCAAGATTGGGTGCAGGAAAACTACCTGGAGTACCGGCAGGTGCCCGGCAGTGATCCTGCGCACTACGAGTTCCTGTGGGGTTeCAAGGCCCACGCTGAAACCAGCTATGAGAAGGTCATAAATTATTTGGTCATGCTCAATGCAAGAGAGCCCA4】1CTGC’I’ACCCA’I'CCC’I。’I”I。A1I’GAAGAGG。I”114I”】。GAGAGAGGAGGAAGAGGGAGTC与GenBank数据库比对,同源性比较结果显示与MAGE—A9基因序列同源性为100%。氨基酸序列:MSLEQRSPHCKPDEDLEAQGEDLGLMGAQEPTGBEEETTSSSDSKEEEVSAAGSSSPPQSPQGGASSSTSV丫YTLⅣSQFDEGSSSQEEGEPSSSVDPAQLEFMFOEALKLKVAELVHFLLHKYRVKEPVTKAEMLESVIKNYKRYFPVIFGKASEFMOVIFGTDVKEVDPAGHSYILVTALGLSCDSMLGDGHSMPKAALLIIVLGVILTKDNCAPEEVIWEALSVMGVYVGKEHMFYGEPRKLLTQDWVQENYLEYRQVPGSDPAHYEFLWGSKAHAETSYEKVINYLVMLNAREPICYPSLYEEVLREEEEGV4.MAGE—A9基因原核表达系统的构建pMDl8-T-MAGE—A9质粒和原核分泌型表达载体pBAD/gIII经占c胡I+Hiz7dIII双酶切后,纯化目的片段和线性载体选行粘性末端连接,重组质粒酶切图谱显示原核分泌型表达系统~.pBAD/gII1500010000堕垦垦型查堂竺生堂笪堕奎I~MAGE—A9构建成功(图2)。bp\bp≮1000bn750bD250bpIOObp7500bp50002500bp,,Jbp/1000bp250bp————~1:OLl5000Marker;2:DL2000Marker;3:pMDi8一T一^(AGE~A9:4:pRAO/gII卜MAGE—A9图2:pMDl8一T-MAGE—A9及pBAD/gIII-MAGE—A9重组质粒酶切图谱5.重组蛋白的诱导表达、初步鉴定和纯化@pBAD/gIII—MAGE—A9的表达用左旋阿拉伯糖诱导目的蛋白的表达,以空载质粒表达菌为对照,MAGE—A9在分子量约35kD的位置均有明显的表达条带(图3)。②重组蛋白的初步鉴定以Anti—HiS抗体为一抗,用Westernblot初步鉴定SpBAD/gIII-MAGE—A9(Hi6标签序列)表达产物(图4),结果显示在35kDd处有显色条带,证明MAGE—A9蛋白表达成功。③重组蛋白的初步纯化将包含pBAD/gIII-MAGE-A9重组体的菌体蛋白超声裂解,再用niTrap亲和柱纯化裂解上清,12%SDS—PAGE电泳(图3)。提示菌体裂解上清中存在目的蛋白,在分子量约35kD的位置有明南京医科人学硕1一学位论艾显表达条带,同时提示洗脱最佳的咪唑浓度为O。4M,洗脱液蛋白浓度为0.82lmg/ml。当咪唑浓度为0.5M时,洗脱液最纯,浓度也相应缩小,为0。446mg/mL。23456797.4kD66.2kD35kD26.6kD14.4kD卜4:纯化的MAOE—h9(纯化咪唑浓度从0.2M到0.5M);5:rdarker;6:空载细菌;7:诱导表达的茵体蛋白图3:SDS—PAGE鉴定MAGE-A9蛋白的表达和纯化123113kD92kD52‘3kD35kD35.3kD28.7kD21.3kDt:细菌空载2:MAGE—A9protein;3:Marker图4:Westernblot鉴定MAGE—A9蛋白6.抗MAGE—A9单抗制备、亚型及活性鉴定经3次亚克隆,获得一株能稳定分泌抗MAGE—A9单抗的杂交瘤细胞株,ELISA检测阳性率为100%,命名为AM9。单抗亚型南京医科大学硕上学傅论文鉴定结果为IgG2a。Dotblot鉴定结果显示MAGE—A9蛋白与杂交瘤培养上清可特异性结合(图5)。ELISA检测AM9单抗效价,抗体效价达1:1000以上。1231:1%BSA点膜;2:以细菌空载点膜;3:以MAGE—A9蛋白点膜图5DotBlot鉴定MACE—A9蛋白与杂交瘤培养上清特异性结合7.MAGE—A9蛋白在肝癌中的定位镜下观察,在癌细胞胞浆内可见棕褐色沉淀(图6),表明MAGE—A9在HCC中的表达主要定位于胞浆。39例HCC,8例有阳性表达,阳性表达率为21%。其中高分化10例,阳性表达2例,阳性率20%;申度分化25例,阳性表达4例,阳性率16%;低分化4例,阳性表达2例,阳性率5O%。肿瘤直径>5cm21例,阳性表达6例,阳性表达率29%;肿瘤直径<Scm18例,阳性表达2例,阳性表达率11%。经Ⅳ检验,尸均>0.05,无统计学意义。带京医科凡学帧I.学化论丘:上图为MAGE—A9阳性表达的HCC细胞,胞装内见棕褐色沉淀;下图为IICC阴性对照图6MAGE—A9在HCC中的免疫组化定位(ABC法,。400)南京医科大学硕L学位论文讨论尽管很早以前就有人提出了用疫苗来治疗肿瘤这一想法,但由于长期以来一直无法找到理想的肿瘤特异抗原或标记物而进展缓慢,因而能否找到合适的肿瘤抗原就成为肿瘤免疫治疗的关键问题。直到20世纪80年代,人们才摒弃了以往从体液免疫探索肿瘤抗原的旧思路,而从特异性细胞毒性T细胞(cytotoxicT1ymphocyte,CTL)入手。1991年vanderBruggen等人首次用自体CTL识别法发现了MAGE-A1基因,成为世界上第一个T细胞识别的人肿瘤相关抗原n1。MAGE—A1基因是MAGE-A家族中的一个成员,此家族的12个基因所编码的抗原不但在黑色素瘤,而且在其他多种恶性肿瘤中也均有不同程度的表达。在成年人除睾丸和胎盘外的正常组织中均不表达,这可能与肿瘤细胞遗传物质不稳定,甲基化调节异常有关。目前已知MAGE—A家族所编码的蛋白与MHC—I类分子结合后,被递呈至细胞表面而作为肿瘤抗原被识别,并最终诱导产生特异性的CTL杀伤肿瘤细胞,因而是一种CTL介导的特异性肿瘤免疫治疗的理想靶分子”1。另有报道称MAGE一基因不但能激发细胞免疫,也能诱导体液免疫…,所以在过去的10多年中,MAGE-A分子被视为肿瘤免疫治疗的理想工具而受到了广泛关注。关于MAGE-A亚家族成员应用于肿瘤治疗的探索性研究也很多,如应用MAGE—hl基因,采取不同策略进行肿瘤免疫治疗取得了一些进展:①用MAGE—A1抗原肽疫苗诱导扩增特异性CTL进行过继免疫治疗¨1;②用人工合成的抗原肽脉冲处理树突状细胞(DC)或用MAGE—A1基因修饰的Dc制成Dc疫苗,对肿瘤患者进行免疫治疗¨1。而在最近的临床研究中,在给已有转移的黑色素瘤患者进行MAGE—A3抗原肽注射治疗后,不仅南京医科大学坝士学位论文观察到可明显抑制肿瘤生长,有的患者甚至保持了2年以上的无瘤状态¨“”1。但有些情况可能会限制MAGE—A基因的应用,如异质性表达问题(heterogeneousexpression),在部分患者表达不够强或者根本不表达以至不能诱发有效的免疫反应,而且能否诱导出特异性免疫反应还受HLA分子的限制。所以理论上讲多价瘤苗的效果要好于单一瘤苗,因为前者可避免因抗原异质性表达和某一种抗原的丢失而导致治疗无效。因此,有必要研究其他MAGE-A基因在HCC中的表达。MAGE-A9是MAGE—A家族成员,由于MAGE-A家族成员之问的高度同源性,MAGE—A9同其他MAGE—A基因一样表达于人多种恶性肿瘤细胞,包括皮肤T细胞淋巴瘤"1、与食管腺癌相关的BarrettS发育不良¨01等,在正常组织中仅睾丸和胎盘有表达,因此有理由推测其可能成为肿瘤治疗的潜在靶点。但是长期以来,关于MAGE基因在各种肿瘤和正常组织中的表达研究主要是通过RT-PCR和Northernbiot在RNA水平进行,有关MAGE—A9的研究也不例外,单克隆抗体的缺乏使得目前无法对MAGE—A9进行蛋白水平的研究,国内外也没有关于MAGE—A9蛋白定位和表达的研究报道。本文通过克隆、表达MAGE—A9基因,制备特异性单克隆抗体,观察MAGE—A9抗原在HCC中的表达和细胞定位。本研究首先合理设计引物,应用RT—PCR从人HCC总RNA中扩增出MAGE—A9基因,并经序列分析证实。RT—PCR法是获得特定基因的最常用、也最方便的方法,为了在人HCC组织总RNA提取的过程中,尽量避免RNA酶的污染,本文应用TrizolReagent一步法,省时、简便,得到了较高产量的总RNA。pMDl8-T载体是利用常用于PCR扩增的DNA聚合酶使扩增产物3’端多加一个南京医科大学顾}学位论义脱氧腺苷酸的特性而设计的“31”1,它不仅大大提高了连接效率,同时减少了自身连接现象“”。所以应用pMDl8一T载体作为克隆载体以及后序的测序鉴定,虽然在引物两端没有设计限制性内切酶位点,但是能保证获得正确目的基因序列。基因重组生产的关键在于适当表达系统的选择。原核大肠杆菌细胞是基因工程蛋白表达的常用系统,本文选用分泌型原核表达载体pBAD/gIII旨在获得可溶性的活性蛋白,载体的构建流程如图7。用SDS—PAGE电泳与Westernblot鉴定pBAD/gIII_MAGE—A9的表达产物,分子量约35kD,与构建的基因相符,超声裂解菌体的上清中亦可见目的蛋白条带,提示MAGE—A9在细菌质周腔内获得了可溶性表迭。由于pBAD/glII有c一末端的多聚组氨酸(poly-His)。标签序列,所以本丈使用能特异性结合His标签序列的HiTrap亲和柱,纯化目的蛋白,SDS—PAGE电泳结果显示在35kD处出现单一条带,提示MAGE—A9蛋白纯化满意,为制备抗MAGE—A9单克隆抗体提供了必备条件。。一一H∽∞然爸静群纛南京医科大学硕上学位论文图7.1t,,jdHI上图为pBl}18一T载体结构中图为pBAD/gIII载体结构下图为pMDl8一T-MAGE—A9克隆载体和pBAO/gIII—MAGE—A9重组表达质粒的构建流程本研究随后应用杂交瘤技术制备抗MAGE—A9蛋白的单克隆抗体。经三次亚克隆,获得一株能稳定分泌抗MAGE—A9蛋白单抗的杂交瘤细胞,命名为AM9,Dotblot鉴定其细胞培养上清能特异性结合MAGE-A9蛋白,ELISA检测效价在1:l000以上,亚型鉴定结果为IgG2a型。本研究在国内外首次制备了抗MAGE—A9单抗,为研究MAGE-A9在HCC中的表达奠定了基础。本研究最后应用免疫组化法检测MAGE—A9在HCC中的表达和细胞定位。免疫组化是在蛋白水平检测抗原表达的常用方法,不但可以定性,而且可以直观表现抗原的定位。由于1号片的组织≈4南京医科大学顿上学位论文和提取总RNA的组织来自同一个病例,所以理论上1号片应为阳性反应,故以此为阳性参照片。本研究结果显示MAGE—A9在HCC中的表达定位于癌细胞胞浆,39例ltCC,有8例阳性表达,阳性率为21%。提示MAGE—A9在HCC中有一定的表达,可能成为HCC免疫治疗的潜在靶点。至今为止有关MAGE-A细胞定位的报道很不充分,且研究结果不一,或定位于胞浆,或定位于胞核,或两者兼有,如MAGE-A1、A3位于胞浆,而MAGE—hl0、hll则主要位于胞核¨“,所以MAGE—A的细胞定位机制仍很不明了。仅有推测这样的细胞内定位变化可能是因为MAGE蛋白可穿行于胞浆和胞核,但也可能与各种蛋白具有不同的功能有关,本研究结果提示MAGE—A9蛋白主要存在于胞浆中,可能与其具有的功能有关。与MAGE—A细胞定位不同,以往MAGE—A基因在恶性肿瘤表达的研究却非常多,但是研究结果之间的分歧也很多。至今已经有报道MAGE—A1、A2、A3、A4、A6和A12基因在许多不同肿瘤中都有mRNA的表达¨6。2“,Gotoh等¨23研究非小细胞肺癌(NSCLC),MAGE—A1和MAGE—A3mRNA的表达率分别为18/55(33%)和23/55(42%)。有关MAGE-A基因在消化系统肿瘤表达的报道亦不少见,邵莹等¨川发现在83例消化道肿瘤中共有45例(54%)表达MAGE—A1、A2或A3中的一种;赵海涛h41等发现在31例HCC中MAGE—hl0基因的阳性表达率为38.7%。不同学者的研究结果有时差异很大,Shichijo等¨51在讨论这种差异时认为其可能的原因是:①研究的肿瘤标本处于不同的癌症进展阶段,癌症晚期可能使MAGE的表达更高;②应用的PCR条件不完全相同;③由于不同人种表达的HLA分子类型不尽相同,也会导致MAGE基因的表达南京医科大学顺十学位论义不同。本研究首次报道MAGE-A9在HCC中的表达,阳性率为21%,提示MAGE-A9在HCC中有一定表达,有可能成为HCC免疫治疗的备选靶分子。虽然有关MACE—A基因在恶性肿瘤中表达的研究结果很多,但是由于特异性单克隆抗体的缺乏,大多研究都集中在基因水平。而mRNA水平的MAGE—A基因阳性表达并不等于MACE—A抗原(蛋白质水平)的表述,只有MAGE—A抗原的表达,才可诱导肿瘤细胞的免疫反应。本研究用单克隆抗体进行MAGE-A9抗原的检测,也正是考虑肿瘤抗原表达之后,才可诱导机体的抗肿瘤免疫反应。只有MAGE-A9蛋白水平阳性表达的病例,才可能适于进行基于MACE—A9基因的特异性免疫治疗。但是相比其他作者的研究结果,本文21%的阳性表达率较低,作者认为原因可能为:①以往研究以RT—PCR法检测基因水平表达居多,而本实验采用的是免疫组化法。研究表明,mRNA的表达并不等于蛋白水平的表达,所以在方法上可能会存在差异;②病例代表性不足,本实验标本数量较少,且多为中度分化肿瘤,高分化和低分化肿瘤较少;③人群区域分布也可能有差异。本研究还发现MACE-A9的阳性表达与肿瘤大小和分化程度等病理指标之间无统计学相关性。推测MAGE—A9基因有可能是由原癌基因启动的一个静止基因,与细胞分化和螬殖无关。以往有关MAGE—A基因在恶性肿瘤中的表达与I隆床病理指标相关性的研究很多,但存在不少分歧。Fujie等研究表明,胃癌组织中MAGE的表达与临床病理因素无相关性¨“,但Katano等却发现MAGE—A1的表这与胃癌浸润深度及分期显著相关,分期越晚,肿瘤浸润越深,MACE—A1的表达率就越高¨”。目前多数国外的研究结果认同南京医科大学硕十学位论文这种相关性,然而国内的研究多认为MAGE基因的表达与t临床病理指标无相关性。赵海涛等研究了MACE—A10在肝癌中的表达与患者年龄、性别、肿瘤直径、门脉癌栓、肿瘤包膜完整性、肿瘤单发或多发、HBV及HCV感染、AFP指标、生存期长短及转移复发等临床病理指标是否相关进行了统计学分析,研究结果显示MAGE—A10基因在肝癌中的表达与上述临床病理指标之间无统计学相关性¨“。任秀宝等研究了MAGE—A1、A2、A3基因在5种消化道上皮肿瘤的表达,统计分析结果显示MAGE基因的表达与患者年龄、性别、临床分期等无关¨…。这种差异可能与实验标本的来源人种、样本数、实验方法的敏感性以及实验者的主观性都有一定关系。本研究结果显示MAGE—A9表达与肿瘤大小及分化程度无关,提示针对MAGE-A9的免疫治疗不受肿瘤大小及分化程度的影响。南京医科大学硕士学位论史研究小结1.J,kHCC组织中抽提总RNA,设计引物扩增MAGE—A9基因,经克隆、测序鉴定其序列,与GenBank数据库比对,证明为945bp的目的基因。2.构翼:[MAGE—A9基因的分泌表迭系-gtpBAD/gIII—MAGE-A9,分离可溶性表达产物,鉴定并成功纯化分子量为35kD目的蛋白。3.制备抗MAGE—A9的单克隆抗体,抗体亚型为IgG2a,能与MAGE—A9抗原特异性结合,效价在1:1杂交瘤细胞株AM9。000p7,上,从而获得稳定4.检测39倒t临床确诊lice的蜡快,细胞定位主要在胞浆。39例中8例阳性表达,阳性率为21%,其中高分化104,,1,阳性表达2例,阳性率20%;中度分化25例,阳性表达4例,阳性率16%;低分化4例,阳性表达2例,阳性率50%。肿瘤直径>5cm21例,阳性表达6例,阳性表达率29%;肿瘤直径<5cm18例,阳性表达2例,阳性表达率11%,经口检验,证实MAGE—A9的表达与肿瘤大小及分化程度无统计学相关性。南京医科大学硕}学位论文[参考文献]1.汤小兰,恶性肿瘤流行病学,流行病学,张开金主编,南京,东南大学出版社2003;2342.VanDerBruggenp.,Traversari.C.,Chomez,PI,eta1.AgeneencodinghumananantigenrecognizedbycytolyticTlymphocytesonamelanoma.Science.1991,254(5038):1643-7.Mu幻enGN.Cancer/testis—3.ZendmanAJ,RuiterDJ,Vanassociatedgenes:Identification,expressionprofile,andputativefunction.JCellPhysiol,2003,194(3):272-288.4.ParkJH,KimCJ,LeeJH,eta1.EffectiveimmunotherapyofcarlcerbyDNAvaccination.MolCells.1999,9(4):384—91.5.TosoJF,OeiC,OshidariF,eta1.MAGE一1一specificprecursorcytotoxicT—lymphocytesfromapatientwithbreastcancer:characterizationandantigen—specificactivation.CancerRes,1996,56(11:16.6.ThurnerB,HaendleI,RoderC,eta1.VaccinationwithMACE一3A1peptide-pulsedmature,monocyte—deriveddendriticcellsexpandsspecificcytotoxicTcellsandinducesregressionofsomemetastasisinadvancedstageIVmelanoma.JExpMed.1999,190(11):1669·78.7.GillespieAM。ColemancancerRE.ThepotentialofmelanomaantigenTreatexpressionin227.therapy.CancerRev,1999,25(4):219_8.耿淼,昊玉章,等.肿瘤抗原MAGE—A家族成员进化关系的初步研究.中国免疫学杂志,2002,18(5):341—3449.LinJ.LinL,ThomasDGeta1.Melanoma-AssociatedAntigensinofNovelMAGE·A10Adenocarcinoma:IdentificationEsophageal39南京医科人学硕士学位论文SpliceVariants.ClinCancerRes,2004.10(17):5708—16。10.EichmullerS,UsenerD,ThielD,eta1.Tumor-specificantigensincutaneousT-celllymphoma:expressionandsero—reactivity。IntJCancer,2003,104(4):482—7.1l,M,WeynantsP,RankinE,eta1.TumorregressionresponsesinamelanomapatientsmeatedwithpeptideencodedbygeneMAGE--3andpresented.885.12.Marchandby瑚。A-Al。IntJCancer,1995,63(6):883M,vanBarenN,WeynantsP,eta1.TumorregressionanobservedinpatientswithmetastaticmelanomatreatedwithantigenicpeptideencodedbygeneMAGE23andpresentedbyHLA—A1.IntJ13.JamesCancer,1999,80(2):219—230.reactionsMC.Novelnon—templatednucleofideadditioncatalyzedbyprokaryoticandeukaryoticDNApolymerase.NuclAcidsRes,1988,16(20):9677Techniques,1996,20(1):20一2214.HadiebN,BerkowitzGA:Bio15.RoblesJ,Doers16.EuraM:PromegaNotes,1994,45:19-20genesM,ChikamatsuK,OgiK,eta1.ExpressionofMAGE.1,一2and一3byhumanmaxillarycells.AnficancerRes,1995,15:55—59.17.EuraM,ChikamatsuK,OgiK,eta1.ExpressionofMAGEgenefamilyinhumanhead-and—necksquamous—cellcarcinolnas。IntJCanceg1995,64:304-308.18.HJ,YangYFujieT,eta1.ExpressionoftheMAGEgenefamilyinhumangastriccarcinoma.AnticancerRes,1997,17:3559--356319。YoshimatsuT,YoshinoI,OhgamiA,eta1.Expressionofthemelanomaantigen—encodinggeneinhumanlung0ncol,1998,67:126—129cancer.JSurg南京医科大学顾十学位论文20.HasegawaH,M州M,HaraguchiM,eta1.Expressionspectrumofmelanomaantigen-encodinggenefamilymembersincolorectalcarcinoma.ArchPatholLabMed.1998,122:551~554.21.TaharaK,MoriM,SadanagaN,eta1.ExpressionoftheMAGEgenefamilyinhumanhepatocellutarcarcinoma.Cancer,1999,15;85:1234。1240.22.GillespieAM,ColemanRE.Thepotentialofmelanomaantigenexpressionincancertherapy.CancerTreatRev,I999,25(4):219-227.23.邵莹,刘海燕,李慧,等.MAGE—l、一2、一3基因在消化道肿瘤中的表达.中国免疫学杂志,2001,17:33~3524.赵海涛,芮静安,赵屹等.MAGE-10基因在肝细胞肝癌中的表达,K,lg床意义。中国微创外科杂志2002,2(6):419—42125.ShichijoS,HayashiA,TakamoriS,eta1.DetectionofMAGE-4proteininlungcancers.IntJCancer,1995,64:158~16326.Ka打nOhmanForshmd。KatarinaNordqvist.Themelanomaantigengenes—AnycluestOtheirfunctionsinnormaltissues?JExpCellRes,2001,265(2):185-19427.KatanoM,NakanuraM,MofisakiT,eta1.Melanomaantigen-encodinggene一1expressionininvasivegastriccarcinoma:correlationwithstageofdisease.JSurgOnco,1997,64:195—20128.任秀宝,邵莹,徐琪,等.MAGE在5种上皮性肿瘤中的表达特点.中国肿瘤临床2001,28(10):743—7454l南京医科大学顺七学位论文附录:本文所参考Genbank中MAGE.A9基因序列趟31Q32§.R迎ortsHomosapiensLOCUSmela…[gi:32442203】坠mRNA1inearPRT08.肌.2003VERSIoNAY310325945bpHomosapiensmelanomaantigenfamilyA9(MAGEA91mRNA,partialcds.ACCESSl0NAY310325DEFINnl0NAY310325.1G1:32442203KEYWORDSSOURCEHomosapiens(human)0RGANlSMHomosapiensEukaryota;Metazoa;Chordata;Craniata;Vertebrata;Euteleostomi;Mammalia;Eutheria;Euarchontodires;Primates;Catarrhini;Hominidae;Homo.REFERENCE1(bases1to9451Zhu,J.,Feng,Z.andGuan,X.TITLEⅣ【AGE.9antigen(MAGE9)geneexpressedinhumanhepatocellularcarcinomapatientsJOURNALREFERENCEAUTHORSUnpublishedAUTHORS2(bases1to945)Zhu,J.,Feng,Z.,Guang,X.,Zhang,Y.,Jiao,Y.,Tao,K.andZhang,J.TITLEDirectSubmissionSubmitted(30—MAY一20031MolecularBiologicalInstitute,NanjingMedicalUniversity,HanzhongRoad140,Nanjing,JoURNALJiangsu2l0029.P.R.ChinaFEATURESsourceLocation/Qualifiers1—945/organism=”Homosapiens”/m01type=”mRNA”/isolationsource=”hepatocellularcarcinomapatients”/dbxref=-”taxon:9606”/tissuetype=”liver”盛i盟CDS1..>9457Rene=”MAGEA9”1..>945&ene=”MAGEA9”/codonstart=l/product=”melanomaantigenfamilyA9”/protein_id一’△△旦821Z!:l”/dbxref=-”GI:32442204”南京医科人学硕士学位论文/translation=’’MSLEQRSPHCKPDEDLEAQGEDLGLMGAQEPTGEEEETTSSSDSKEEEVSAAGSSSPPQSPQGGASSSISVYYTLWSQFDEGSSSQEEGEPSSSVDPAQLEFⅣ咋OEALKLKVAELVHFLLHKYRVKEPVTKAEⅣ【LESVIKNYKRYFPVIFGKASEFMOVIFGTDVKEVDPAGHSYILVTALGLSCDSM皿GDGHSM口KAALLⅡVLGVILTKDNCAPEEVIWEALSVMGVYVGKEHⅣ呼YGEPRKLLTODWVOENYLEYRQVPGSDPAHYEFLWGSKAHAETSYEKV【NⅥ,VM儿NAREPICYPSLYEEVLREEEEGV”variation9/gene=”MAGEA9”/note=”comparedGenBankAccessionNumberU66083”varlattontosequencedepositedin/replace2”C”266/gene=”MAGEA9”/note=”comparedGenBankAccessionNumberU66083”/replace="a”627tosequencedepositedinVarlatlOn/gene=''MAGEA9”/note=”comparedGenBankAccessionNumberU66083”/replace2”a”670tOsequencedepositedin/gene=''MAGEA9”/note=’。comparedGenBankAccessionNumberU‘66083”variationtosequencedepositedin/replace=”t”925/gene=”MAGEA9”/note=”comparedGenBankAccessionNumberU66083”/replace3”g”tOsequencedepositedin0R【G烈43南京医科大学领士学位论文1atgtctcttgagcagaggagtccgcactgcaagcctgatgaagaccttgaagcccaagga61gaggacttgggcctgatgggtgcacaggaacccacaggcgaggaggaggagactacctcc12ltcctctgacagcaaggaggaggaggtgtctgctgctgggtcatcaagtcctccccagagt181cctcagggaggcgcttcctcctccatttccgtctactacactttatggagccaattcgat241gagggctccagcagtcaagaagagggagagccaagctcctcggtcgacccagctcagctg301gagttcatgttccaagaagcactgaaattgaaggtggctgagttggttcatttcctgctc361cacaaatatcgagtcaaggagccggtcacaaaggcagaaatgctggagagcgtcatcaaa421aattacaagcgctactttcctgtgatcucggcaaagcctccgagttcatgcaggtgatc481tttggcactgatgtgaaggaggtggaccccgccggccactcctacatccttgtcactgct541cttggcctctcgtgcgatagcatgctgggtgatggtcatagcatgcccaaggccgccctc601ctgatcattgtcctgggt酉gatcctgaccaaagacaactgcgcccctgaagaggttatc661tgggaagcgctgagtgtgatgggggtgtatgttgggaaggagcacatgttctacggggag721cccaggaagctgctcacccaagattgggtgcaggaaaactacctggagtaccggcaggtg781cccggcagtgatcctgcgcactacgagttcctgtggggttccaaggcccacgctgaaacc841agctatgagaaggtcataaattatttggtcatgctcaatgcaagagagcccatctgctac90lccatccctttatgaagaggttttgagagaggaggaagagggagtc44南京医科人学硕士学位论文致谢对导师冯振卿教授和课题组管晓虹教授在学习、生活上的关心、支持、帮助、指导表示诚挚的感谢。通过三年的学习、研究生活,在治学和做人方面都从两位老师身上学到很多。衷心感谢实验室仇镇宁老师、李玉华老师、彭韬老师在试验技术上的指导和帮助。感谢本实验室及病理学教研室的朱毅、赵文娥、丁贵鹏、孙景军、王子露、刘宜君,贡其星等同学,焦永军博士,刘悦芳博士,感谢病理教研室的李芸茜、江汕、印虹、王耀清、周世一、刘宁波等老师,任勇亚副教授,冷静教授,第一附属医院病理科范钦和教授和江苏省肿瘤医院徐玮医师等同学和老师在具体试验、学习上给予的大量支持,同时还要感谢许宁、吴玉龙同学、段磊老师对我学习工作和生活的帮助。特别感谢本课题组朱进博士,三年的学习生活,朱博士同时作为朋友、师兄、老师三种身份,给予大量的指导和帮助。最后还要深深感谢我的亲人,朋友三年以来对我的默默支持和无私奉献。南京医科大学颂十学位论文[综述】肿瘤特异性抗原MAriE家族的研究进展MAGE(melanomaantigen),即黑色素瘤抗原,是近年来发现的一种肿瘤抗原基因家族。MAGE家族的很多基因在多种恶性肿瘤中都有不同程度的表达,而在成人正常组织中除睾丸和胎盘外均不表达。同时,MAGE基因编码的抗原在细胞内经加工产生抗原肽,并与HLA一1类分子结合形成复合物,可被自体细胞毒性T淋巴细胞(CTL)识别,诱导其在相应肿瘤细胞的特异性杀伤。故而,MAGE基因逐渐成为一种CTL介导的肿瘤特异性治疗的靶标。一、MAGB基因定位及其蛋白结构1991年,venderBruggen¨1等人首次用自体CTL识别法发现了MAGE一1基因,其随即成为世界上第一个T细胞识别的人肿瘤相关抗原。随后的一些深入研究发现,MAGE—A1编码的抗原MZ2一E不但在黑色素瘤,在其他多种恶性肿瘤中均有不同程度的表达,而在成年人除睾丸和胎盘外的正常组织申均不表达。在进一步研究中,越来越多的同源基因被发现,人们逐渐认识到,MAGE基因并非单一的基因,而是一个庞大的基因家族。这个基因家族有一些共同的特点:定位于x染色体;特异性的表达于多种恶性肿瘤及正常睾丸和胎盘;有一个开放阅读框(ORF),所编码的蛋白C端含有约2oo个氨基酸残基的同源序列。根据不同MAGE基因在X染色体上的不同定位,其至少可分为四个亚家族(见图1):12个MAGE—A基因位于Xq28,6个MAGE—B基因位于Xp21-22,3个MAGE—C基因位于Xq26~27,2个MAGE—D基因位于Xpll.23。最近又新发现MAGE~E和MAGE-F亚家族陀。81。南京|蔓科大学硕上学位论文MAGE~B家族基因与MAGE—A基因的同源性较高,故表达规律也较为相似,同样在除生殖系统正常组织中沉默而在恶性肿瘤中表达较多,也能被DAC诱导产生,故其在肿瘤组织中的活化也被认为是甲基化的结果¨10MAGE—c家族是通过RDA在肿瘤cDNA库与睾丸特异性序列比对的分析结果中确定的新的一类MAGE基因【4】由于MAGE家族基因之间的同源性较高,所以有关MAGE家族成员关之间的进化关系研究也不少见,主要集中于MAGE—A家族。吴玉章等的研究结果显示MAGE—A家族核苷酸同源性高达57~98%,种系发生树显示各成员来源于同一祖先并在不同时间分野,且部分CTL表位高度相似,但是MAGE—A家族基因在肿瘤细胞中表达存在异质性191。大多MAGE基因有2—3个外显子,其主要的阅读框位于最后一个外显子,编码一段300氨基酸的蛋白,但MAGE—D和E1有所区别,前者有13个外显子,其开放阅读框位于第2到12外显子之间,编码一段574氨基酸的MAGE-D蛋白;后者亦有13个外显子,其开放阅读框位于第1到13外显子之间‘101。由于MAGE-D南京医科人学硕士学位论文和MAGE—E1的基因结构及染色体定位高度一致,且与其他MAGE基因诧异很大,故有人把它们视为MAGE基因家族的始祖基因¨¨。MAGE基因编码的蛋白主要分为3个区域,第一个区域的蛋白在除MAGE—O和MAGE—E1的MAGE基因家族中各个成员之间同源性都相当高;第二个区域,即核心域亦高度保守,包括MAGE/NECDIN同源序列和一个疏水跨膜区域,可能只在和其他蛋白质的跨膜区域结合才有作用;第三域在MAGE基因家族中也有一定的同源性,但与核心区相比,保守程度相对较低;在MAGE-D基因蛋白中还有第四域,MAGE—D3的第四域和TROPHININ一致(TROPItININ被认为是在胚胎着床过程中起作用的一种黏附分子)”1。二、MAGE表达机理1994年,WeberJ对MAGE基因的表达机理做了研究,认为MAGE基因的表达与甲基化过程有很密切的关系。他将去甲基化因子DAC(5-Aza一2’一deoxycytidine)作用于一种不表述MAGE—A1的黑色素瘤细胞系888-mel,发现可使细胞表达MAGE—A1基因,在DAC撤销后至少15天内,仍能检测到MAGE-A1的表达,而且这种表达了MAGE—A1的细胞能被CTL杀伤,而未用DAC处理,不表达MAGE—A1的同样细胞则不能被CTL识别破坏¨21。之后的研究发现,DAC可在大肠癌、乳腺癌、T细胞B细胞性白血病肿瘤细胞、EB病毒传染的B细胞系、甚至正常人T细胞系中成功诱导出至少一种MAGE基因的表达,少有例外¨3。…。这说明在肿瘤的发生过程中,很可能就有去甲基化因子的参与。一些研究对MAGE的表达机理做了一些深入的探讨,发现MAGE基因的特异性表达并不依赖于组织特异性转录因子,而是由其启动子区域的甲基化和去甲基化机制调控的。MAGE—AI基因启动子南京医科大学砸上学位论文成分B和B7对该基因的表达至关重要,它包含转录基因结合位点,有CpG富集区,当CpG甲基化时,核蛋白无法结合B和B从而阻碍MAGE—A1的表达。故DAC的去甲基化作用能稳定的诱导MACE一1的表达,而MACE-1又能反过来对上游启动子附近的CpG位点进行甲基化,抑制基因的转录,进而抑制了MACE一1基因的表达,从而,形成了一个负反馈调节。但人体基因表达的调控机制十分复杂,不同基因转录诱发因素亦不同。大多数基因上游CpG位点处于非甲基化状态,但未必表达。而MAGE基因在除精原细胞外的所有正常细胞中均处于甲基化状态,故其在正常细胞中不表达,而在睾丸组织中有表达‘1510Becker等对正常人伤口愈合早期的皮肤组织进行了研究,发现有MACE—A1的一过性表达,且表达量和p—actin接近㈠引。由于MAGE在精原细胞和皮肤伤口愈合有早期表达,故可推测MAGE不仅和肿瘤的发生、生长和专转移有关,它在人体正常的细胞分裂、分化和生长过程中也起着非常重要的作用。1999年,SophieLucas等发现了一种新的MAGE基因,命名为MACE—D基因。他们发现,MAGE-D在来源于四个不同细胞类型的38个细胞系和肝、肾、脑、心等多种正常组织中检测MAGE—D的表达,结果MAGE—D无一例外的表达阳性。如前所述,MAGE—D的基因蛋白结构和其他MACE基因大有不同,故其表达机理也有可能与其他MACE基因有所不同‘17J.但迄今为止,仍未有满意的解释见诸报道,其深入机制还有待进一步的研究。三、MACE基因在不同恶性肿瘤中的表达经RT—PCR检测,除肾细胞癌和髓系白血病外,人体半数以上各种组织来源的肿瘤如70%的上颌骨癌¨81,71%的头颈部鳞南京医科大学钡i学似论文状细胞癌¨川,84%的食管鳞状细胞癌[201,82%的胃癌川1,64%的肺癌旧川,88%的大肠癌幢31,86%的肝癌陀引,均至少表达一种MAGE基因,在何杰金病中的RS细胞也发现MAGE基因的表达。有趣的是,LucaS等人发现,MAGE-C1和MAGE-A1的表达有很强的相关性,表达MAOE-C1的黑色素瘤有94%也至少表达一种MAGE-A基因…。有人发现,在许多体外培养的肿瘤细胞的MAGE基因的表达率要高于肿瘤标本的MAGE基因的表达率,提示肿瘤细胞的原位培养可能导致MAGE基因的活化幢引。MAGE蛋白在肿瘤中的定位没能完全明了,有的位于胞浆,有的位于胞核,或两者兼有,可能与MAGE蛋白能能穿行于胞浆和胞核,引起混合定位,或是与各种蛋白具有不同功能有关嘶1。有关MAGE基因在恶性肿瘤中的表达研究很多,但仍存在不少分歧。一组对胃癌的研究显示,MAGE的表达与临床病理因素没关系幢¨,而Katano等却发现MAGE—A1的表达与胃癌浸润深度及分期显著相关,分期越晚,肿瘤浸润越深,MAGE-A1的表达率就越高[271,目前的多数国外的研究结果也认同这种相关。这种表达率的差异可能和实验标本的来源人种差异、采用实验方法的敏感性以及实验者的主观性误差都有一定关系。然而国内的研究多认为MAGE基因的表达与·f缶床病理关系无相关性,赵海涛等研究了MAGE—A10在肝癌中的表达与患者年龄、性别、肿瘤直径、门脉是否有癌栓、肿瘤包膜是否完整、肿瘤单发或多发、HBV及HCV感染、AFP指标、生存期长短及是否转移复发等临床病理指标是否相关做了统计学分析,研究结果显示MAGE—A10基因在肝癌中的表达与上述临床病理资料没有统计相关性‘281。任秀宝等研究了MAGE—A1、2、3基因在5种消化道系统上皮肿瘤的表达,南京医科大学坝士学位论史统计分析结果显示MAGE基因的表达与患者年龄、性别、临床分期无关陀91。推测MAGE基因可能是由原癌基因启动的一个静止基因,与细胞分化和增殖无关,也可能与国内外人群差异或样本数差别有关。除MAGE—A基因外,MAGE家族其他亚家族的成员也陆续被发现在恶性肿瘤中有特异性表达。Nagashima等研究MAGE-B基因在食管鳞状细胞癌中的表达,发现24%的细胞系和36%的临床标本表达至少MAGE-B1和MAGE-B2中的一个基因,认为MAGE-B基因能成为良好的食管癌免疫治疗靶标¨引。国内亦有关于MAGE—B在恶性肿瘤中的报道,牟东成等研究了MAGE-B基因在肝癌中的表达,发现MAGE—B在肝癌中高频率表达且在癌旁组织中不表达,同时发现有相当一部分AFP阴性的肝癌患者存在MAGE-B表达∽11MAGE-C基因在恶性肿瘤中表达的报道也不少见,Dhodapkar等研究了MAGE-Cl在恶性肿瘤的表达,在流式细胞检测中,MAGE—c1在骨髓瘤细胞表面被发现,作者认为它可能成为一种以T细胞反应为基础的或是抗体介导的骨髓瘤免疫治疗的合适靶标旧引。而MAGE—D基因则被发现在成年人体正常成熟组织申普遍表达,最近还发现MAGE-D基因与p75受体有相互作用,而且可以使神经生长因子依赖性的凋亡m1,也能调节Dlx5/Msx家族成员的转录¨钔,所以近来对MAGE-D基因的功能研究也成为一个热点。当然随着研究的越来越深入,有关MAGE基因的表达也一定会越来越明朗。四、MAGl3基因与肿瘤特异性免疫治疗目前普遍认为机体特异性抗肿瘤的效应细胞主要是CD8+细南京医科大学倾十学位论文胞毒性T细胞。肿瘤细胞的抗原经加工处理成肽段与MHcI类分子结合提呈给CTL,CTL可通过T细胞受体(TCR)识别并杀伤肿瘤细胞,引起强烈的CTL反应”1。肿瘤抗原还可在抗原提呈细胞内经水解后与MHCII类分子结合提呈给CD4+辅助T细胞,调节抗原特异性B淋巴细胞及CD8+T细胞的功能。直接参与杀伤肿瘤细胞的CDS+CTL在体内往往富集在癌细胞集中的组织和部位,构成肿瘤浸润淋巴细胞的主要成分。鉴于MAGE基因的肿瘤特异性表迭及其表达产物能被CTL识别的特性,人们逐渐认识到它在肿瘤特异性免疫治疗中的潜在价值。肿瘤特异性免疫的主要局限在于抗原丢失变异体的产生,它使得肿瘤细胞能够逃避由单克隆抗原肽表位诱导的免疫应答。Tanzarella等的研究可能有助于解决这一问题,他们发现MAGE家族的4个不同成员MAGE~A1,A2,A3,A6基因能共同编码一个限制性的肽表位¨引,诱导特异性CTL应答,提示一些貌似杂乱无章的肽表位其实能被多种MAGE基因共享,使肿瘤细胞不容易通过产生抗原丢失变异体而逃避免疫应答。人类恶性肿瘤细胞逃避免疫监视的另一途径是通过HLA-I基因的高甲基化而关闭该基因,不表达相应的HLA一类分子,从而使MAGE抗原肽无法递呈给CTL,为了解决这一难题,许多学者进行了卓有成效的探索。Serreno等用DAC处理对MAGE—A3肽段免疫治疗无应答的黑色素瘤细胞,使HLA-I基因去甲基化,恢复表达,MAGE分子参与抗原递呈,诱导CTL应答”引。迄今为止,人们已找到了多条以MAGE基因抗原为基础的肿瘤免疫治疗途径:①应用树突状细胞(Dc)疫苗。DC是最重要的APC,其提呈抗原和启动T细胞依赖性应答的能力比任何其它APc南京医科大学埘士学位论文都强。Dc包括能通过MHC提呈的为T细胞所识别的肿瘤多肽表位,还可为效应T细胞活化提供充足的共刺激信号并能靶向性进入富含T细胞的淋巴组织中,因此利用Dc作为疫苗是目前肿瘤生物治疗新的策略。目前用肿瘤抗原肽、肿瘤细胞裂解物、肿瘤细胞RNA等体外冲击Dc或将MAGE基因转导到DC内,均被认为是颇有前途的瘤苗制备方案。临床有报道,应用黑色素细胞冻融物冲击Dc后回输,部分患者获得显著疗效,并与应用人工合成的肿瘤抗原肽冲击Dc回输治疗的效果相当。Andersen等用MAOE—A3抗原肽孵育单核细胞来源的树突细胞,再将其接种到黑色素瘤患者体内,发现癌症停止进展,患者生存期延长旧¨。这可能与Dc具有较强的抗原摄取、加工处理能力有关。⑦抗原肽接种途径,即_:{奇MAGE抗原肽直接接种到肿瘤患者体内。因为CTL识别的是MAGE抗原肽和HLA—I类分子的复合体,所以接受这一治疗的患者应具有相应的HLA—I类分子。人们已在黑色素瘤、非小细胞肺癌、头颈部鳞癌及膀胱癌等肿瘤患者身上进行了临床试验,Marehand等将MAGE抗原肽接种到39例表达MAGE-A3蛋白和HLA~1分子的转移性黑色素瘤患者体内,发现23例中有7例出现肿瘤缩小,其中3侧完全消失,有2例进入无病状态[381。但是作者没有发现明显的CTL应答。Coulie等研究了这个现象,他们培养从对MAGE—A3肽段免疫治疗发生效应的黑色素瘤惠者血中提取淋巴细胞,用MAGE—A3肽段刺激该培养细胞,发现只有i/4o000的CTL细胞有特异性应答,证实低水平的CTL反应同样可以排斥肿瘤1391。0基因转染途径,Vanpel等将载有人鼠同源MAGE基因的腺病毒转染小鼠,在小鼠体内发现了明显的CTL应答¨引。西抗原递呈细胞途径,即用MAGE抗原肽孵育自体抗原递呈细胞,再南京医科大学硕,l:学位论义将其制成疫苗接种到表达MAGE蛋白的肿瘤细胞内,诱导特异性CTL应答。@黑色素瘤细胞接种途径。Reynold等将表达MAGE-A3蛋白的黑色素瘤细胞制成多价疫苗,将其注射到l5例已切除黑色素瘤的HLA—A2阳性患者皮内,发现9例对该疫苗产生应答者至少有12个月的无病生存期,而6例未发生免疫应答者则在3—5个月内即出现复发¨¨。[参考文献][1】vanencodingallderBruggenP,TraversariC,ChomezP’eta1.AgeneantigenrecognizedbycytolyticTlymphocytesonahumanmelanoma.Science,1991,254:1643,1647.[2】MuscatelliF,WalkercharacterizationofaAP,DePlaenE,eta1.IsolationandgenefamilyintheXp21.3region.ProcMAGENatlAcadSciUSA1995;92:4987~4991[3]LurquinthehumanC,DeSmetC,BrasseurF'eta1.TwomembelsofgenefamilylocatedinXp21.3areexpressedinMAGE—Btumorsofvarioushistologicalorigins.Genomics,1997;46:397~408[4]LucasnewS,DeSmetC,ArdenKC,eta1.IdentificationofaMAGEgenewithtumor-specificexpressionbyrepresentationaldifferenceanalysis.CancerRes,1998;58:743~752[5]ltohantigensK,HayashiA,NakaoM,etal。HumantumorrejectionMAGE.JPlaenBiochemTokyo,1996;119:385--390E,ArdenK,TraversariC,etal。Structure,【6]Dechromosomallocalization,andexpressionof12genesoftheMAGEfamily.1mmunogenetics,1994,40:360—369.[7]KawanoYSasakiM,NakahiraK,eta1.StructuralcharacterizationandchromosomallocalizationoftheMAGE—E1南京医科人学硕士学位论文gene.Gene,200l;277:1294137[8]StoneubiquitouslyB,SchummerM,PaleyPJ,etexpressedmemberofthea1.MAGE—F1,aMAGEnoveJsuperfamily.Gene,2001;267:173~182【9]耿淼,吴玉章,等.肿瘤抗原MAGE—A家族成员进化关系的初步研究.中国免疫学杂志,2002,18,【10]DeBackerO,Verheyden(5):341—344B,eta1.Structure,AM,Martinchromosomallocation,andexpressionpatternofthreemousegeneshomologoustothehumanMAGEgenes.Genomics.1995,28(1):74—83.【11]ChomezP,DetheBackerO,BertrandwiththeM,eta1.AnoverviewofofallhumanMAGEgenefamilyidentificationmembersofthefamily.CancerRes.2001,61(14):5544-51.D,eta1.Expressionofthe[12]WeberMAGE一1J,SalgaerM,Samidtumorantigenisupregulatedbythedemethylationgagent5-aza一2’deoxycytidineCancerRes,1994,54:1766—1771f13]FujieT,MoriM,UeoBAGE369—372genesinJapaneseH,eta1.Expressionofcancers.AnnMAGEandbreastOncol,1997,8:【14]ShichijogenesS,YamadaA,SagawaK,eta1.InductioncellsbytheofMAGEagentinlymphoiddemethylating5-aza-2’deoxycytidine.JpnCancerRes,1996,87:75卜756【l5]DeSmetC,LurquinC,LetheB,eta1.DNAmethylationissilencingmechanismforatheprimarysetofgermlineandtumor.specificgenesMthaCpG-6chpromoter.MolCellBiol,】999,19(11):7327-7335.[16]BeckerJC,GillitzerR,BrockerEB,eta1.Amemberofthemelanomaantigen—encodinggene(MAGE)familyisexpressedin——塑至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