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白细胞介素-6 (Interleukin - 6, IL - 6)是一种具有广泛生物学效应的细胞因子,它对骨髄造血干细胞的增殖分化有极强的促进作用,尤其是刺激巨核细胞成熟分化为血小板的功能更加引人注目,是促进血小板再生的细胞因子之一[1, 2]。机体在接受放疗化疗后会导致血小板低下造成严重出血等并发症,应用IL-6后有望恢复和强化体内造血功能,刺激体内血小板的产生。本文对重组人白细胞介素-6工程菌E.coli DH5α/ PBV220IL-6表达产物进行了纯化,获得高纯度的IL-6, 并利用IL-6对豚鼠辐射损伤的保护进行了探索。
1 材料和方法 1.1 仪器和试剂重组IL-6高效表达工程菌E.coli DH5α/ PBV220IL-6, 由本实验室构建[3]。IL-6依赖细胞株MH60-BSF2 (T24膀胱癌细胞)由日本大阪大学细胞工学中心惠赠,本实验室传代保存。美国NBS公司5L发酵罐。Waters650E高效液相色谱仪。
1.2 IL-6的纯度测定及分子量的测定采用SDS-PAGE法[4],分离胶浓度15%,浓缩胶浓度4.5%。考马斯亮蓝R-250染色。
1.3 工程菌的发酵与包涵体的制备将工程菌接种于LB培养基中,在30℃水浴摇床中过夜培养后,转入发酵罐中30℃扩增,然后42℃热诱导表达4h,于4℃ 4 000rpm/min离心20min,收集菌体。菌体悬浮于TE (50 mmol/L Tris - lmmol/L EDTA -lmmol/LDTT-pH8.0)中,在冰浴中超声波粉碎,离心,用含4 mol/L尿素的TE缓冲液充分洗涤沉淀二次,离心弃上清。沉淀用含8mol/L尿素的TE液充分溶解后即IL-6粗品。
1.4 IL-6复性将IL-6粗品稀释于复性液(50mmol/L Tris -2 mol/L尿素-2 mmol/L GSH - 0.2 mmol/L GSSG - pH8.5)中,调蛋白浓度至100μg/ml,置4℃过夜复性。
1.5 反相色谱应用于rhIL-6的纯化采用Waters 650E高级蛋白纯化系统对IL-6复性液进行纯化,色谱柱为Waters公司的μBondapakC18柱(8.0 ×300 mm),检测器为Waters 484, 检测波长280 nm,灵敏度0.2 AUFS。洗脱液A: 0.1%三氟醋酸;洗脱液:乙腈(含0.1%三氟醋酸)。梯度为:100%A-100%B,60 min。洗脱速度为1 ml/min。收集各峰进行电泳。将IL-6峰收集、冻干,用生理盐水溶解后做IL-6生物活性测定[5]。
1.6 rhIL-6对豚鼠辐射损伤模型的保护作用取320~380 g的豚鼠经7.5Gy 60Co射线一次性照射后随机分为3组,每组8只。两治疗组中,低剂量组采用rhIL-6 20 μg/kg·d),高剂量组米用rhIL- 6 60μg/ kg·d)。两治疗组在照射后肌注给予rhIL -6, 每天二次,共注射8d;对照组仅注射等量生理盐水。分别于照射后5、15、25、35, 45 4取血进行血小板计数。45 4时全部处死。
2 结果 2.1 rhIL-6经反相色谱分离的结果rhIL-6包含涵体经4 mol/L尿素洗涤后其纯度较全菌发酵产物有了明显提高。将稀释复性后的样品再经反相色谱分离,在梯度洗脱后37min出现rhIL-6活性峰,色谱图见图 1。收集活性峰进行电泳后显示单一条带,经凝胶扫描示其纯度达到95%,分子量约17 000。电泳结果见图 2。利用IL-6依赖细胞株MH60·BSF2测定,IL-6比活达2.0×108u/mg。
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图 1 IL-6的反相色谱图 |
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图 2 rIL-6的SDS-PAGE a蛋白分子量标准 b诱导后全菌蛋白 c经4M尿素洗涤后的IL-6 d经反相色谱分离后的IL-6 |
辐射豚鼠血小板数于照射5d后均急剧下降。两IL-6应用组存活豚鼠于照射后25 d外周血血小板己达照射前正常血小板水平。结果见表 1。
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表 1 IL-6对辐射豚鼠血小板数的影响(×109/L) |
辐射豚鼠于8d出现死亡。对照组于12 d全部死亡;IL-6低剂量组在12 d后生存率37.58;IL-6高剂量组在11 d后生存率50%。两实验组与对照组相比差异显著。提示IL-6可明显提高辐射豚鼠生存率。见图 3。
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图 3 rhIL-6对辐射豚鼠生存期的影响 |
白细胞介素-6是一种具有多种生物学效应的细胞因子。获得高纯度和高活性的IL-6是进行相关研究的基础。本文所建立的rhIL-6制备方法在4 mol/L尿素洗涤并复性后直接进行反相色谱分离,不仅操作简便,而且纯化效果好,所获得的rhIL-6具有很高的纯度和比活性。在对辐射豚鼠的实验性治疗中,可减轻血小板的降低程度,促进血小板的再生,提高豚鼠外周血血小板的水平,减少因血小板急剧下降造成的死亡,从而提高了生存率,延长了生存期,显示了rhIL-6对辐射豚鼠的保护作用。提示rhIL-6可用于治疗放疗化疗后导致的血小板低下,减轻出血等并发症。
[1] |
Asnao S, Okano A, Ozawak, et al. In Vivo effects of recombinant human interleukin - 6 in primates: stimulated production of platelets[J]. Blood, 1990, 75(8): 1602. |
[2] |
Claire PS, Dorother ZF, Bruce LE, et al. Effects of human interleukin -6 on megakaryocye development and thrombocytopoiesis in primates[J]. Blood, 1991, 78(6): 1467. |
[3] |
田志刚, 刘杰, 孙汭, 等. rhIL-6表达载体的构建及其在大肠杆菌中的高效表达[J]. 中国生化药物杂志, 1994, 15(4): 235. |
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Laemmli UK. Cleavage of structural protein during the assembly of the head of bacteiophage T4[J]. Nature, 1970, 227: 680. DOI:10.1038/227680a0 |
[5] |
Muraguchi A, Hirano T, Tang B, et al. The essential role of B cell stimulatory factor 2 (BSF 2.IL-6)for the terminal differentiation of B cell[J]. Exp Med, 1988, 167: 332. DOI:10.1084/jem.167.2.332 |