黃迪海,劉 霞,盛曉丹,董玉蘭,綦學慧,張從敬,徐秀榮,張再輝,秦卓明,3?
(1.山東省健牧生物藥業(yè)有限公司,濟南250100;2.濟南市動物生物藥品工程技術研究中心,濟南250100;3.山東省農業(yè)科學院家禽研究所,濟南250023;4.中國農業(yè)大學,北京100094)
獸用雞脾轉移因子(Transfer Factor,TF)是具有免疫活性的T淋巴細胞在抗原或絲裂原的刺激下釋放的一類可透析的小分子多肽,具有增強淋巴細胞轉化,提高機體免疫功能的作用。TF可將供體的細胞免疫功能特異地轉給受體,而且能轉移包括真菌、細菌、病毒、寄生蟲、組織相容性抗原和腫瘤抗原等多種抗原的細胞免疫,是一種新型免疫制劑[1]。
自20世紀50年代首次發(fā)現TF至今,國內外研究人員對其進行了廣泛深入的研究和應用,發(fā)現TF具有分子質量小、無毒、無抗原性、不引起過敏反應、不產生特異性抗體,且可超越種屬界限應用等優(yōu)點,具有治療免疫缺陷[2]、惡性腫瘤[3]、感染性疾?。?]等作用。1979年以后,國內外逐漸將TF應用于獸醫(yī)免疫和臨床治療。2011年,我國批準獸用轉移因子口服溶液上市。TF在防治動物傳染病[5]、增強機體免疫[6]、提高疫苗效果[7]等方面效果確切,但其多肽組成不明確,在調控腸道粘膜屏障中的作用機理不清楚,嚴重制約TF的應用。本研究旨在探索雞脾轉移因子的多肽組成,為進一步研究其有效成分和作用機理提供技術支持。
1.1 材料 獸用雞脾轉移因子,由山東省健牧生物藥業(yè)有限公司生產,多肽含量≥1mg/mL,樣品生產批號為:20121101、20121102、20121103;綿羊靜脈血;新鮮豬胸腺;乙腈、超純水,色譜純;TrisHCL、NaCl、KH2PO4等試劑均為分析純。
1.2 儀器 高速組織搗碎機,質譜儀(LTQVelos),分光光度儀(P-2000),醫(yī)用低速離心機,恒溫水浴鍋,顯微鏡(XSS-2A)。
1.3 方法
1.3.1 多肽含量測定 按照福林酚Lowry法[8]測定獸用雞脾轉移因子樣品溶液的多肽含量。
1.3.2 分子量測定 采用MALDI-TOF-MS法,檢測條件為固體激光源波長355 nm,離子類型為正離子,檢測方式為反射方式(飛行管長2.7 m,加速電壓20 kV,反射電壓23 kV)和線性方式(飛行管長1.22 m,加速電壓kV),基質為CHCA和SA。試驗樣品溶液ziptip脫鹽后MALDI-TOF-MS分析,根據分子量圖譜確定樣品分子量。
1.3.3 多肽組成分析
1.3.3.1 樣品處理 樣品用10 kD超濾管離心超濾,通過10 kD超濾管的小肽不用酶解,直接用質譜分析,選擇no enzyme。未通過10 kD超濾管的樣品,將超濾管反轉后離心,取樣品約 30 μg,加入 30 μL STD buffer,沸水浴 5 min,冷卻至室溫;加入 200 μL UA buffer(8 mol/L Urea,150 mmol/L TrisHCl pH8.5)混勻,轉入30 kD超濾離心管,離心;加入200μL UA buffer離心,棄濾液。 加入100 μL IAA(50 mmol/L IAA in UA),振蕩1 min,避光室溫 30 min,離心;加入100 uL UA buffer,離心,重復 2 次;加入 100 μL 25 mol/LNH4HCO3,離心,重復 2 次;加入 40 μL Trypsin buffer (2 μg Trypsin in 40 μL25 mol/L NH4HCO3),振蕩1 min ,37 ℃ 16~18 h。 換新收集管,離心,收集濾液,進行質譜分析,選擇Trypsin。
1.3.3.2 毛細管高效液相色譜方法 A液為0.1%甲酸的水溶液,B液為0.1%甲酸的乙腈水溶液(乙腈為84%)。色譜柱以95%的A液平衡后,樣品由自動進樣器上樣到Trap柱。0~105 min,B液線性梯度從4% 到50%;105~114 min,B液線性梯度從50%到100%;114~120 min,B液維持在100%。
1.3.3.3 質譜數據采集 多肽和多肽碎片的質量電荷比按照下列方法采集:每次全掃描后采集20個碎片圖譜(MS2 scan)。
1.3.3.4 數據分析 原始文件用BIOWORKS軟件搜索相應的數據庫。查詢IPI數據庫CHICK(v3.81)分類系統(tǒng),得到鑒定的蛋白質結果。
1.3.4 活力測定 按照國家衛(wèi)生部新藥轉正標準西藥第四十七冊中脫E受體法[8],制備脫E受體胸腺T細胞懸液,使最終濃度為每1 mL含3×106~5×106個細胞;制備綿羊紅血球懸液,使最終濃度為脫E受體胸腺T細胞懸液濃度的8~10倍;取供試品,用 Hank’s液配制成每1 mL中含1 mg的供試品溶液;取小試管6支,其中3支各加Hank’s液0.1 mL作為對照管,另3支各加供試品溶液0.1 mL作測定管,每管中各加脫E受體胸腺T細胞懸液0.2 mL,37℃保溫1 h,加綿羊紅血球懸液 0.2 mL,混勻,500 r/min 離心 3 min,4 ℃冰箱過夜;次日取出,棄上清液,每管中各加固定液1滴,輕輕搖勻,靜置10 min,加染色液2滴并搖勻,靜置15 min后開始計數。顯微鏡視野中淡藍色的較大的細胞為淋巴細胞,共數計數板16個大方格上所有淋巴細胞的個數(不少于200個),統(tǒng)計其中的E玫瑰花結形成的細胞數(結合3個以上綿羊紅細胞的淋巴細胞),計算結花百分率,取平均值,即為供試品管或對照管的平均數。樣品活力=供試品測定管E玫瑰花結百分率-對照管E玫瑰花結百分率。
2.1 多肽含量 用紫外-可見分光光度法,在650 nm波長處測定不同濃度牛血清白蛋白標準品溶液的吸光度,獲得標準曲線(見圖1),標準方程為:y = 0.0125x+0.0038(R2= 0.9986) 。 樣品10×6 倍稀釋液吸光度檢測值分別為0.330、0.332、0.331,帶入標準方程,計算,多肽濃度分別為 26.10 μg/mL、26.26 μg/mL、26.18 μg/mL,平均值為 26.18 μg/mL,樣品原液多肽含量平均值為1570.8 μg/mL,符合獸用轉移因子口服溶液國家標準多肽含量≥1 mg/mL的規(guī)定。
圖1 標準曲線圖
2.2 分子量 反射模式檢測多肽分子量范圍為800~8000 Da,獲得多種小肽,小肽分子量為800.2175~7475.9980 Da,主要集中于800~4000 Da(圖2);線性模式檢測分子量范圍為4000~20000 Da,獲得分子量為6017.6611 Da和8279.9307 Da的兩個多肽(圖3)。
圖2 G1_800_8000_反射模式的分子量圖譜
圖3 G1_4000_20000_線性模式的分子量圖譜
2.3 多肽組成 檢測獲得多肽共計581種,包括:非酶切方式獲得的多肽共512種,主要有T細胞凋亡抑制相關蛋白(TIAL1)、胸腺肽 β4(TMSB4X)、殺菌/通透性增加蛋白(BPIL3)、酶、肌動蛋白、血紅蛋白等,具有代表性的多肽(表1);酶切方式獲得的多肽共 69種,主要有抑制因子活化蛋白(RAP1Ab)、抗菌肽(Cathelicidin-2)、細胞色素C(Cytochrome c)等,代表性蛋白見表2。
2.4 活力測定 采用脫E受體法測得,對照管16方格所有淋巴細胞268個,E玫瑰花結細胞31個,結花百分率為11.57%,樣品管16方格所有淋巴細胞289個,E玫瑰花結細胞65個,結花百分率為22.49%,樣品活力為10.92%(圖4)。
表1 非酶切方式獲得的具有代表性的多肽
表2 酶切方式獲得的具有代表性的多肽
圖4 顯微鏡下E玫瑰花結(A為對照品,B為樣品)
3.1 轉移因子的多肽組成 轉移因子作為一種免疫調節(jié)劑廣泛應用于人醫(yī)和獸醫(yī)領域。國家標準[編號:WS1-(X-451)-2003Z]中規(guī)定了其主要成分是多肽和核苷酸。國內眾多研究人員對轉移因子的氨基酸組成、多肽含量、多肽與核苷酸比例、活性成分混合物等進行了研究。何理平[9]報道,轉移因子多肽與小分子RNA的比例為2∶1。范振青等[10]對豬脾轉移因子水解后檢測,證實其含16種氨基酸,其中以天冬氨酸,谷氨酸和甘氨酸含量較高。劉剛等[11]對轉移因子進行氨基酸分析,測得組成多肽的氨基酸占總氨基酸的1/3,游離氨基酸占2/3。凌紅麗[12]采用凝膠色譜層析法分離轉移因子得到三個洗脫峰并進行活性測定,表明轉移因子主要包含三大組分。本試驗在驗證雞脾轉移因子多肽含量的基礎上,利用LC-MS法檢測其多肽組成,揭示了雞脾轉移因子含有T細胞凋亡抑制相關蛋白(TIAL1)等581種多肽,并通過查詢數據庫,獲得了對應的蛋白序列,初步闡明了雞脾轉移因子的多肽組成,為國內首次報道。
3.2 轉移因子分子量及其分布 轉移因子的分子量一般在3000~15000 Da。本試驗利用質譜法分析測定雞脾轉移因子分子量分布范圍為800 Da~8280 Da,主要為分布于4000 Da以下。雖然利用上述方法測定的分子量都在10000 Da以下,但是在多肽組成測定試驗中,仍然分析到了69種分子量大于10000 Da的多肽,具體原因有待進一步研究。
3.3 轉移因子功能與組分的關系 轉移因子具有增強細胞免疫[13-14]和體液免疫[15],增強非特異性免疫[16]、抗免疫抑制[17]等作用,但具體是何種成分發(fā)揮作用暫無報道。本試驗在檢測確定雞脾轉移因子生物活性的基礎上,對其所含多肽進行分析,證實了轉移因子含有與細胞結構和運動相關的肌動蛋白,含有與免疫相關的T細胞凋亡抑制相關蛋白、胸腺肽、抑制因子活化蛋白等,含有與生長發(fā)育相關的轉錄因子蛋白,含有與抗應激相關的熱休克蛋白,含有與疫病相關的殺菌/通透性增加蛋白、抑癌蛋白、抗菌肽等。上述蛋白均具有一定的生物學活性,可能與轉移因子的功能密切相關。下一步需要通過基因合成和體外表達等方式獲得相關多肽蛋白,進一步研究其生物活性,進而驗證雞脾轉移因子的有效成分和作用機理。
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