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Title:
ANTIGEN FOR INCREASING CD4+CD25+FOXP3+ REGULATORY T CELLS AND USES THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/116655
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention provides an antigen for increasing CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cells, which can be the full-length heat shock protein 60KDa of Schistosoma japonicum (SjHSP60) or the SjHSP60 deleting amino acids 435-458. The invention also provides uses of the antigen as an immunosuppressant and for manufacturing medicaments for treating diseases caused by immune response.

Inventors:
SU CHUAN (CN)
ZHOU SHA (CN)
WANG XUEFENG (CN)
HE LEI (CN)
LIU FENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/071738
Publication Date:
September 29, 2011
Filing Date:
March 11, 2011
Export Citation:
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Assignee:
UNIV NANJING MEDICAL (CN)
SU CHUAN (CN)
ZHOU SHA (CN)
WANG XUEFENG (CN)
HE LEI (CN)
LIU FENG (CN)
International Classes:
C07K14/435; A61K38/17; A61P29/00; A61P37/06
Foreign References:
CN101921325A2010-12-22
CN101671689A2010-03-17
Other References:
XUEFENG WANG ET AL.: "CD4+CD25+ Treg induction by an HSP60-derived peptide SJMHE1 from Schistosoma japonicum is TLR2 dependent", EUROPEAN JOURNAL OF IMMUNOLOGY, vol. 39, November 2009 (2009-11-01), pages 3052 - 3065
Attorney, Agent or Firm:
NAN JING LAW FIRM OF INTELECTUAL PROPERTY (CN)
南京知识律师事务所 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种增加 CM+CD25+Foxp3+调节性 T细胞的抗原, 是日本血吸虫热休克蛋白 60KDa, 它 的全长氨基酸序列如 SEQ. ID. NO. 1所示。

2、 权利要求 1 所说的增加 CD4+CD25+Foxp3+调节性 T 细胞的抗原作为增强 CD4+CD25+Foxp3+调节性 T细胞抑制效应的免疫抑制剂的应用。

3、权利要求 1所说的增加 CD4+CD25+FoxP3+调节性 T细胞的抗原在制备治疗免疫反应引起 的炎症性疾病药物中的应用。

4、权利要求 1中所说的增加 CD4+CD25+Foxp3+调节性 T细胞的抗原在制备防治关节炎所致 的炎性症状和免疫病理药物中的应用。

5、一种增加 CD4+CD25+Foxp3+调节性 T细胞的抗原,是缺失了第 435至第 458个氨基酸的 日本血吸虫热休克蛋白 60KDa, 它的氨基酸序列如 SEQ. ID. NO. 3所示。

6、 权利要求 5所说的增加 CD4+CD25+Foxp3+调节性 T细胞的抗原作为增强 CD4+CD25+ Foxp3+调节性 T细胞抑制效应的免疫抑制剂的应用。

7、权利要求 5所说的增加 CD4+CD25+Foxp3+调节性 T细胞的抗原在制备治疗免疫反应引起 的炎症性疾病药物中的应用。

8、权利要求 5中所说的增加 CM+CD25+Foxp3+调节性 T细胞的抗原在制备防治关节炎所致 的炎性症状和免疫病理药物中的应用。

Description:
一种增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + 调节性 T细胞的抗原及其应用 技术领域 本发明属于免疫学领域, 具体涉及一种增加 CM + CD25 + Foxp3 + 调节性 T细胞 (Tregs)的血 吸虫来源的抗原分子一日本血吸虫热休克蛋白 60KDa { Schistosoma japonicum heat shock protein 60KDa, SjHSP60)及其应用。 背景技术 上个世纪九十年代前后, 西方发达国家提出来 "卫生假说", 认为在卫生环境大大改善 的发达国家, 一些过敏性疾病和自身免疫病的发病率大为增 加, 这是与发达国家卫生条件改 善, 人群发生病原体感染的机会减少有关 (Wills-Karp, et al, Nat Rev Immunol, 2001, 1 :69-75)。 其后的若干年, 科学家们通过一些过敏性疾病和自身免疫病的 动物模型研究证明, 一些病原 体的慢性感染确实可以预防这些免疫性疾病的 发生或者减轻免疫病理损伤 (Dunne, Nat Rev Immunol, 2005, 5 :420-426): 如曼氏血吸虫感染可以预防或减轻 I型糖尿病, 实验性脑炎, 甲 状腺炎; 绦虫感染会减少实验性结肠炎的发病; 链球菌感染可以抑制胶原诱导型关节炎的发 生发展, 等等。 从进化史的角度看, 慢性感染是病原体和宿主在长期共同进化彼此 选择后, 最终所形成的对双方都有利的一种平衡状态。 在这种状态下, 病原体不会被宿主完全清除, 可长期存在于宿主; 宿主既可维持对病原体有一定抵抗力, 也不会因为过强的免疫反应而产 生免疫病理损伤, 而且还预防了自身免疫病的发生。

随着免疫学的发展,在免疫系统中发现了一群 天然存在的 CD4 + CD25 + 调节性 T细胞(Tregs ) (Sakaguchi, α/. , J Immunol, 1995, 155: 1151-64), 这群细胞主要由胸腺产生, 参与维持外周自 身免疫耐受和免疫内环境稳定; 后来进一步发现, 一些病原体的感染(病毒, 细菌, 寄生虫) 也可以在外周从 CD4 + T细胞中诱导产生 CD4 + CD25 + Tregs(Bluestone and Abbas, Nat Rev Immunol, 2003, 3 :253-7)。如丙型肝炎病毒(HCV)感染人体后,可 诱导特异性的 CD4 + CD25 + Tregs(Bolacchi, et al Clin Exp Immunol, 2006, 144: 188-96); 小鼠百日咳杆菌感染模型中研究发现, CD4 + CD25 + Tregs发生增多 (McGuirk, et /., J Exp Med, 2002, 195 :221-31); 寄生虫类感染中, 曼 氏血吸虫感染后 4周, 发现肠系膜淋巴结中 CD4 + CD25 + Tregs发生了扩增, 然后聚集到肝脏和 脾脏中发挥免疫抑制效应 (Wilson W a/,, unpublished observaton)„ 进一步探究导致慢性感染 的病原体是如何诱导调节性 T细胞, 从而抑制免疫攻击, 对于提高宿主抗感染力和治疗免疫 病意义都非常重大。 寄生虫中的蠕虫类, 是一类具有复杂生物学功能的多细胞真核生物 , 能 够很好的逃避宿主免疫攻击, 长期存在于宿主机体中 (Maizels, et al, J Exp Med, 2009, 206:2059-66)。 蠕虫类中血吸虫感染是一种非常典型的慢性感 染, 在其感染模型中研究发现, 其虫卵抗原是剌激诱导 CD4 + CD25 + Tregs产生的关键因素 (; Baumgart, et al. , J Immunol, 2006, 176:5374-87);此夕卜,本课题组也已发现, 日本血吸虫虫卵抗原也可以刺激诱导 CD4 + CD25 + Tregs 从而减轻哮喘所导致的气道炎症反应 (Yang, et al. , Immunology, 2006, 120:8-18)。

关于特异性抗原在外周诱导免疫负调控的研究 , 在自身免疫研究领域已有一些报道, 有 些自身抗原的自身反应性在逃避了胸腺中枢的 阴性选择后, 它们还可以在外周诱导自身反应 性调节性 T细胞, 从而参与免疫调控。这些自身抗原包括: 一些组织抗原(谷氨酸脱羧酶 GAD, 少突胶质细胞蛋白 M0G, 肌球蛋白等); 免疫调控分子 (泛素, 白介素, 肌动蛋白等); 应激 蛋白 (HSP40,HSP60,HSP70 ) (Merbl, W J Clin Invest, 2007, 117:712-8)。 实际上, 免疫系统 天然就存在这些抗原的抗体或反应性 T细胞, 或其特定的受体(配体), 它们会时刻监视着机 体免疫系统, 维持免疫内环境稳定 (Cohen, Nat Rev Immunol, 2007, 7:569-74)。 早些年就有研 究发现, 人自身 HSP60或其多肽可预防或减轻 I型糖尿病 (Elias and Cohen, Diabetes, 1996, 45: 1168-72), 且于两年前已经开始应用于临床 ΠΙ期实验 (Eldor, et al., Diabetes Metab Res Rev, 2009, 25:316-20); 通过大鼠佐剂性关节炎模型研究发现, 鼠自身 HSP60也可减轻关节炎症病 理反应 (Durai, et al , J Autoimmun, 2009, 33 :208-13) o 而且非常特别的是, HSP60属于进化上最 为保守的分子家族一热休克蛋白家族, 在所有真核和原核生物中高度同源。 因此, 病原体很 可能会利用这个分子去模拟宿主 HSP60的作用, 诱导免疫调控, 抑制宿主免疫攻击, 维持慢 性感染。 如果能够鉴定和验证出这些病原体来源的 "模拟分子", 不仅可以找到打破慢性感 染的靶标, 还可应用于预防或治疗免疫性疾病。

对于过敏性疾病和自身免疫病的治疗, 临床上很长时间以来一直在用一些直接抑制免 疫 应答行为的化学药物, 如激素类, 或者联合应用硫唑嘌吟 (抗胸腺球蛋白类药物), 环孢素 A 等 (Bougneres, W a/., Diabetes, 1990, 39: 1264-72)。 但是其中有些药物不仅价格比较贵, 会让患 者产生难以忍受的副作用,而且一旦停止用药 , 自身免疫反应会立即反弹,疾病会卷土重来。 而廉价的纯化蛋白分子, 不仅安全没有毒副作用, 更重要的是, 它是通过免疫学途径去启动 其自身的调控机制, 从根本上解决了问题; 相比较于同类的短肽疫苗, 氨基酸序列较长而不 易被降解, 且具有多个表位, 可以联合发挥作用, 更易被机体免疫系统所识别; 此外, 蛋白 分子的制备, 一般都是通过生物表达系统 (原核或真核表达系统), 而不是生物合成, 这有 助于形成蛋白质的高级空间结构, 能更有效地形成免疫学表位。

已公开的曰本血吸虫热休克蛋白 60KDa ί Schis tosoma japonicum heat shock protein 60KDa, SjHSP60) 基因在 Genebank中序列号为 AY813151。

总之, 利用慢性感染中病原体来源的抗原, 寻找诱导调节性 T细胞的特异分子, 不仅有 利于鉴定出导致慢性感染主要因素, 从而可以针对性地提高宿主抗感染力, 而且在进一步研 究应用于治疗过敏性疾病或自身免疫病方面具 有更广阔的前景。 发明内容 本发明旨在提供一种增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + 调节性 T细胞的蛋白。 本发明所说的增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + 调节性 T 细胞的蛋白, 是日本血吸虫热休克蛋白 60KDa ( SJHSP60), 其全长氨基酸序列 SEQ. ID. NO. 1所示, 由 572个氨基酸构成。

本发明所说的增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + 调节性 T 细胞的蛋白, 还包括缺失了一段多肽的 SjHSP60, 即 SjHSP60 (D ) , SjHSP60 (D ) 的序列如 SEQ. ID. NO. 3所示, 由 548个氨基酸组 成。 本发明 SEQ. ID. NO. 1所示的蛋白与 Genebank中 SjHSP60基因 (序列号为: AY813151 ) 的蛋白质序列并不完全相同(一致性为 87 % )。但是 SEQ. ID. NO. 1分别与其它种属同源蛋白 中曼氏血吸虫 HSP60 ( SmHSP60, Genebank号: AF310263 )和人类 HSP60 (HomoHSP60, Genebank 号: BC003030 )的一致性更高, 分别为 92 %和 72 %, 而 AY813151的蛋白质序列与 SmHSP60 和 HomoHSP60的一致性分别为 81 %和 65 %。 这是单克隆测序与大规模测序的差异所在, 本 发明是经过 "Primer walking"测序拼接后翻译出来的序列, 所以更精确。 本发明所说的蛋白 SjHSP60, 主要通过以下两个途径增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs, 从而 增强机体免疫抑制力:

1 . 上述所说蛋白诱导 CD4 + CD25— T细胞转化为 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs; 2. 上述所说蛋白直接使 CD4 + CD25 + Tre g s发生扩增;

本发明公开了 SjHSP60和 SjHSP60 (D) 作为增强 CD4 + CD25+ Foxp3 + 调节性 T细胞抑 制效应的免疫抑制剂的应用。

本发明公开了 SjHSP60和 SjHSP60 (D)在制备治疗免疫反应引起的炎症性疾病药物 中的 应用。 特别是在制备防治关节炎所致的炎性症状和免 疫病理药物中的应用。

本发明所说的 SjHSP60和 SjHSP60 (D) 蛋白使扩增后的 CD4 + CD25 + Tregs的免疫抑制力 增强。

本发明所说的蛋白应用于实验性炎症动物模型 中有抑制炎性症状和免疫病理反应的作 用, 在治疗免疫性疾病方面具有比较广阔的应用前 景。 附图说明 图 1 SjHSP60序列同源性比对分析, 天然表达分析。

A SjHSP60的全长氨基酸序列, 与宿主 (人, 小鼠) 的 HSP60进行序列比对;

B SjHSP60在虫体中的天然表达情况; 表 1 SjHSP60与宿主 (人, 小鼠) 自身 HSP60的交叉性 T细胞表位分析。 图 2 SjHSP60增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs。

A用 SjHSP60体内免疫小鼠, 小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例显著增加;

B用 SjHSP60体内免疫小鼠, 检测小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例的流式细胞 术检测图;

C用 SjHSP60体外处理小鼠脾和淋巴结细胞, CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例均发生增加;

D用 SjHSP60体外处理小鼠脾和淋巴结细胞, 检测 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例的流式细胞术 检测图; 图 3 SjHSP60减轻 CIA (胶原性关节炎) 小鼠炎性症状和病理损伤。

A S jHSP60体内免疫可减轻 CIA小鼠关节炎性症状;

B S jHSP60体内免疫可减轻 CIA小鼠踝关节肿胀度;

C SjHSP60体内免疫可减轻 CIA小鼠关节周围软组织肿胀和骨关节损害;

D SjHSP60体内免疫可减轻 CIA小鼠关节及其周围软组织的炎症病理反应; 图 4 SjHSP60增加 CIA小鼠 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例, 抑制炎症抗原 (Col lagen II, C II) 的特异性体液和细胞免疫应答。

A SjHSP60体内免疫 CIA小鼠, 小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例显著增加;

B SjHSP60体内免疫 CIA小鼠, 检测小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例的流式细胞 术检测图;

C SjHSP60体内免疫后, CIA小鼠体内针对炎症抗原 C II的特异性体液免疫应答水平明显降低; D SjHSP60体内免疫后, CIA小鼠体内针对炎症抗原 C II的特异性细胞免疫应答水平明显降低; 图 5 HSP60±曾加 CD4+CD25+Foxp3+ Tregs可通过诱导 CD4+CD25— T转化为 CD4 + CD25+Foxp3+ Tregs。 A 用 S jHSP60处理小鼠 CD4 + T, CD4+CD25 T细胞, S jHSP60诱导 CD4 + CD25― T转化为 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs ;

B 用 S jHSP60处理小鼠 CD4 + T, CD4 + CD25 _ T细胞, SjHSP60诱导 CD4 + CD25 T转化为 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs的流式细胞术检测图; 图 6 SjHSP60增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs可通过直接扩增 CD4 + CD25+ Tregs , 且扩增后的

CD4 + CD25 + Tregs免疫抑制力更强。

A SjHSP60直接扩增 CD4+CD25+ Tregs;

B扩增后的 CD4 + CD25 + Tregs具有更强的免疫抑制力; 图 7: SjHSP60 (D)仍可显著增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例。

A SjHSP60的蛋白质空间结构和表面功能残基 (蛋白质一蛋白质作用位点) 的预测和分析; B通过两次 PCR得到了接头部分重叠且缺失了 SJMHE1的两个 PCR产物;

C通过第三次 PCR得到了缺失 SJMHE1的 SjHSP60 (D);

D用 S jHSP60 (D)体内免疫小鼠, 小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例显著增加; E用 S jHSP60 (D)体内免疫小鼠, 检测小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例的流式细 胞术检测图;

F用 SjHSP60 (D)体外处理小鼠脾和淋巴结细胞, CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例显著增加;

G用 SjHSP60 (D)体外处理小鼠脾和淋巴结细胞, 检测 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例的流式细胞 术检测图; 图 8 : 去除 SjHSP60全长序列中一段多肽 (第 435到第 458个氨基酸, SJMHE1 ) 的引物设计法 和三步 PCR示意图。

具体实施方式:

在本发明中所使用的术语, 除非有另外说明,一般具有本领域普通技术人 员通常理解的 含义。

下面结合具体的制备实施例和应用实施例, 并参照数据进一步详细地描述本发明。应理 解为: 这些实施例只是为了举例说明本发明, 而非以任何方式限制本发明的范围。

在以下的实施例中, 未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知 的常规方法。 所用试 剂的来源、 商品名以及有必要列出其组成成分者, 均在首次出现时标明, 其后所用相同试剂 如无特殊说明, 均与首次标明的内容相同。

本发明实施例中所提及的表达载体 pGEX-6p-l可从 GE Healthcare公司购买 (货号:

28-9546-48)。

日本血吸虫总 cDNA的获取: 日本血吸虫感染性钉螺(阳性钉螺)购自江苏 省血吸虫病 防治研究所。 感染性钉螺可以释放出具有感染性的尾蚴 (日本血吸虫发育阶段之一, 此阶 段具有感染性)从而用来攻击感染实验性小鼠 。 然后尾蚴在小鼠体内可以继续发育为童虫, 最终发育为日本血吸虫成虫, 寄居在小鼠的门静脉系统。 剖杀小鼠后, 可以通过灌注小鼠 门静脉系统取出成虫, 从而可以用来抽提日本血吸虫总 R A,最后再逆转录成日本血吸虫总 cDNA。 实施例一: SjHSP60同源性的序列比对分析, 交叉性表位分析, 及其天然表达的检测。 1、 根据 Genebank中 SjHSP60基因 (序列号为: AY813151 ) 全长 cDNA序列, 先行设计引 物: 上游弓 I物为 5, ― cgcggatcccaaccggtgacaatgttacgag― 3 ' (含 〃 /酶切位点及 起始密码字 ATG),下游引物为 5, -ccgctcgagattaagagcaggcagtgtttac— 3 ' (含 ¾。 /酶 切位点及终止密码子 TAA), 由上海英潍捷基贸易有限公司 (Invitrogen)合成; 通过 PCR方 法从日本血吸虫总 cDNA中扩增 SjHSP60 0RF全长序列, 送生物技术公司 (上海英潍捷基贸易 有限公司, Invitrogen)测序, 并回收 PCR产物; 测序结果如 SEQ. ID. NO. 2所示, 再通过在 线生物学工具 Biology WorkBench (http : //workbench, sdsc. edu/ ) 将其翻译成氨基酸序 列;并与人和小鼠的 HSP60 (Genebank中基因序列号分别为:人 HSP60— BC003030,小鼠 HSP60 -NM010477)进行序列比对。

SJHSP60开放阅读框 0RF的全长序列, 如 SEQ. ID. NO. 2所示, 共 1719bp。

SjHSP60开放阅读框 0RF的全长序列翻译后的氨基酸序列为如 SEQ. ID. NO. 1所示, 共

572个氨基酸。

2、 综合应用在线表位预测软件: IEDB (h tt : / 1 tools, immuneepitope. org/main/ index, html ), w. syfpeithi. de/home. htm) 分析 SjHSP60分别与人 HSP60, 小鼠 HSP60的交叉性 T细胞表位。

3、 用 BamH I (NEB, #R3136V)禾 D Xhol I (NEB, #R0146V)将质粒 pGEX- 6P-1 和此上 ( 1 ) 中回收的 PCR产物进行双酶切; 酶切产物经琼脂糖凝胶电泳进行分离鉴定后, 再分别 割胶回收质粒和 PCR片断的双酶切产物; 通过 T4 DNA连接酶 (NEB, #M0202S)进行载体和 PCR产物的连接, 构建重组表达载体 pGEX— SjHSP60; 转化 E. coli BL21感受态细胞, 37°C 培养过夜后, 挑取单克隆菌落, 接种于含 Amp的 LB培养液中, 37°C振摇培养过夜后, 抽提 质粒后行双酶切鉴定,进一步送测序公司鉴定 。鉴定成功后, 将菌液进行 1 : 100扩大培养, 至 0D值达 0. 6-0. 8时,加入 IPTG使其终浓度为 0. 05 mmol/L, 37Ό诱导表达 5h; 收集菌液, 4°C高速离心 20min, 用 1 X PBS重悬细菌沉淀; 通过超声破碎仪和反复冻融法裂菌; 再次 4 °0高速离心 20min, 分别取上清和沉淀, 以及未裂解的总蛋白进行 SDS— PAGE电泳分析蛋白 的表达量及分布情况;鉴定为可溶性表达后, 通过融合蛋白 GST亲和层析法,用 Glutathione Sepharose 4B (GE Healthcare, 17-0751-01 ) 进行融合蛋白 GST_SjHSP60 的纯化; 并用 蛋白酶 PreScission™ Protease (GE Healthcare, 270843)对融合蛋白进行酶切, 最后得 到纯化的 SjHSP60; 经过 SDS-PAGE电泳分析纯化结果,纯度 >95%。 纯化的 SjHSP60交由上 海中科院英沐生物科技有限公司制备抗 SjHSP60的单克隆抗体 (anti-SjHSP60 mAb)。 制备 可溶性的成虫(SWA)和虫卵抗原(SEA),通过 Weatern Blot实验检测 anti_SjHSP60 mAb的特 异性和抗体效价; 验证成功后, 再用 anti-SjHSP60 mAb, 通过免疫组织化学方法, 检测日 本血吸虫成虫 (雌虫和雄虫) 和虫卵中 SjHSP60的天然表达和分布情况。 结果如图 1和表 1所示, SjHSP60与人、 小鼠 HSP60序列上具有高度的同源性, 序列的一 致性分别达到 72 %和 70 % ;通过 T细胞表位预测后,发现 SjHSP60,与人 HSP60,与小鼠 HSP60, 均具有一系列相同或高度相似的 MHCI和 MHCI I类交叉性 T细胞表位。 表 1

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&2DPTKW TAL 实施例二: SjHSP60体内免疫小鼠或体外刺激小鼠淋巴细胞 观察 SjHSP60对 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs的影响。

1. 将实施例一 (3)中纯化的 SjHSP60, 滤菌并通过 Polymyxin B— Agarose (Sigma, P14H) 去除其中的类毒素及其相关分子, 然后再通过 Limulus amebocyte lysate (LAL)检测试 剂盒 E— TOXATEKits (Sigma, ET0200) , 验证纯化蛋白的内毒素去除效果, <0.001 FU/ml (0. I pg/ml) , 最后用 DC Protein Assay (BIA-RAD, 500-OHl)进行蛋白定量。 将 SJHSP60与不完全弗氏佐剂 IFA(Sigma,F550l)等体积混合,使 SjHSP60浓度为 250ug/ml, 反复涡悬振荡混匀。 对 BALB/c小鼠 (SPF级, 6— 8周龄, 雌性, 购自上海斯莱克实验动 物有限责任公司)进行腹股沟皮下免疫, 剂量为 25ug/l00ul/只, 首次免疫后, 隔两周再 同样免疫一次, 设 PBS免疫组为对照组。 整个过程小鼠饲养于 SPF级动物房 (南京医科 大学实验动物中心) 。 末次免疫结束后一周, 剖杀小鼠, 分离各组小鼠的脾和淋巴结, 研磨过滤后, 制备成单细胞悬液; 再经红细胞裂解液去除红细胞, 制备成单淋巴细胞悬 液; 进行细胞计数后, 对各组每只小鼠取 1X10 6 个细胞, 按 Mouse Regulatory T Cell Staining Kit (eBioscience, 88-8111-40) 操作说明书进行淋巴细胞的染色标记, 再经 流式细胞仪 FACSCalibur检测 CD4+CD25+Foxp3 + Tregs比例。

2. 分离正常 BALB/c小鼠的脾和淋巴结, 按此上(1) 中方法, 制备成单淋巴细胞悬液; 细胞 计数后, 分别转移至 96孔圆底培养板, 5X10 5 个细胞 /孔; 再分三组进行刺激, 分别是 SjHSP60组 (0. lug/ml) /PBS组 /无刺激 (Medium)组, 每组设 4孔; 在 37°C, 5% C0 2 细胞 孵箱培养 3天后, 收集各组细胞并进行计数, 每组取 IX 10 6 个细胞, 同此上(1)中方法检 测 CD4+CD25 + Foxp3+ Tregs比例。 结果如图 2所示, 体内外实验均证明, SjHSP60可以增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例。 实施例三: 探究 SjHSP60能否在炎症模型中发挥抑制炎症及免疫 理反应的作用。

1. 按实施例二(1)中方法, 分两组: SjHSP60组 /PBS组, 体内免疫 DBA1小鼠 (南京大学国家 遗传工程小鼠资源库, 6— 8周龄, 雌性)。 建立胶原诱导型关节炎 (CIA) 小鼠模型: 混 合牛源 I I型胶原 (C II) Bovine Col lagen Type II ( BD , 354257 ) 和 Mycobacterium tuberculosis H37 A (Difco, 3114),用 1 X PBS稀释,使两者浓度分别为 2mg/ml, 3mg/ml ; 在混合体系中再加入等体积的不完全弗氏佐剂 CFA,涡悬振荡仪上混匀 2min,反复 6— 8次, 每隔 30min—次; 于首次免疫 SjHSP60/PBS后一周, 在两组小鼠尾部皮下免疫混合抗原诱 导 CIA, lOOul/只。 诱导后一周, 对两组小鼠再分别免疫 SjHSP60/PBS—次。 诱导后 4周, 开始动态观察两组小鼠关节炎症表现, 隔天一次; 按如下标准进行炎性症状严重程度评 分:

0分: 正常, 无症状;

1分: 红斑, 只有踝关节轻微肿胀;

2分: 红斑, 从踝关节到跖骨、 掌指关节轻微肿胀;

3分: 红斑, 从踝关节到掌指关节中度肿胀;

4分: 红斑, 从踝关节到指尖严重肿胀;

每侧肢体最高分为 4分, 最低分为 0分; 每只小鼠总得分最高为 16分, 最低为 0分。

2. 与此上 (1 ) 中观察时间点同步, 使用电子数显游标卡尺 (购自温州三和量具仪器有限公 司)测量各组小鼠左后肢踝关节直径。

3. 诱导后 7周剖杀各组小鼠, 取各组小鼠前爪固定于含 10 %福尔马林的 1 X PBS中, 送标本至 上海瑞金医院伤骨科研究所进行 X光检测。

4. X光检测后, 将标本继续固定于含 10 %福尔马林的 1 X PBS中, 交由江苏省人民医院病理科 进行标本脱钙、 石蜡包埋、 切片及病理 HE染色; 显微镜下观察 HE病理结果。 结果如图 3所示, SjHSP60免疫组的 CIA小鼠, 其关节的炎性症状, 关节肿胀度, 关节损 害程度以及病理炎症反应都显著减轻。 实验例四: 观察 SjHSP60能否增加 CIA小鼠 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs, 从而发挥免疫抑制作用。

1. 分离 CIA诱导后 3W和 7W各组(HSP60组 /PBS组)小鼠脾和淋巴结, 按实施例二(1 )中方法, 检测各组小鼠 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例。

2. 在剖杀此上 (1 ) 中各组小鼠前, 对各组小鼠采血, 并分离出血清; 再经 ELISA检测各组 血清中 CII特异性抗体(IgG, IgG2a, IgGl ), 具体操作是: 用高亲和力酶标板预包被 CII, 5ug/ml, 4°C包被过夜; 弃去包被液, PBS-T洗板 2— 3遍; 5 %脱脂牛奶进行封闭, 200ul/ 孔, 37 °C孵育 2小时; 弃去封闭液, PBS-T洗板 2— 3遍; 1 : 20稀释各组血清后, 加入酶标 板, lOOul/孔, 4°C孵育过夜; 弃去血清, PBS-T洗板 3— 4遍; 加入稀释后的二抗: HRP anti-mouse IgG (Boster, BA1050 ) 1: 10000稀释, HRP anti-mouse IgG2a (BD, 553391 ) 和 HRP anti-mouse IgGl (BD, 559626 ) 均 1 : 1000稀释, lOOul/孔, 37°C孵育 1小时; 弃 去二抗, PBS-T洗板 4-5遍; 加入 TMB显色液 ( eBioscience, 00-4201-56), 室温避光放置 10-15min后, 加入 2N ¾S0 4 终止反应, lOOul/孔; 最后在酶标仪上进行读值。

3. 取此上(1 )中分离后得到的各组每只小鼠的淋巴细胞, 别转移至 96孔圆底细胞培养板, 4 10 5 个/孔, 每只小鼠设 9个孔, 再各分为三组处理: Medium组 (不刺激) /ConA刺激组

( 2ug/ml ) /C II刺激组(5ug/ml), 3孔 /组; 按实施例四 ( 5 ) 中方法, 通过 ¾摻入法捡测 各组淋巴细 fi增殖情况: 培养至 56小时, 加入氚胸腺嘧啶( 3 H -thymidine , ¾-TDR) , 0. 5 Ci/?L ; 继续培养 16小时 (总计培养 3天) 后, 经 Beckman液体闪烁计数仪检测细胞的 3H-TDR掺入情况, 从而反映出 C II特异性的细胞免疫应答水平。 结果如图 4所示, SjHSP60使 CIA模型小鼠体内 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例显著增加; 进一步的 实验也证明, 针对 C II特异性的体液和细胞免疫应答都有明显的抑 。 实施例五: SjHSP60体外分别剌激小鼠 CD4 + T细胞, CD4 + CD25— T细胞, 进一步观察 SjHSP60如 何增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs。 分离正常 BALB/c 小鼠脾和淋巴结, 制备成单淋巴细胞悬液; 用试剂盒 CD4 + T cel l Isolation Kit (MACS, 130-090-860) 分选出 CD4+T细胞; 剩余的 CD4—淋巴细胞经 50ug/ml 丝裂霉素, 37Ό, 5 % (¾处理 30min后, 作为抗原递呈细胞 (APC) 使用。 再取部分 CD4 + T 细胞, 进一步再用 CD4+CD25+ Regulatory T Cel l Isolation Kit (MACS, 130-091-041 ) 去 除 CD4 + CD25 + Tregs, 从而分离出 CD4 + CD25— T细胞。 具体分选步骤均参照产品说明书。 通过 流式细胞术检测 CD4 + T细胞和 CD4 + CD25— T细胞纯度, 纯度分别>90 %和>95 %。 将两种细 胞分别转移 96孔圆底培养板, 2 X 10 5 个细胞 /孔, 再加入 APC:, 2 X 10 5 个 /孔; CD4 + T细胞和 CD4+CD25— T细胞再各自分两组处理, 刺激组 (SjHSP60, 0. lug/ml ) /不处理组 (Medium) 在 37°C, 5 % C0 2 细胞孵箱培养 3天后, 收集各组细胞并计数; 每组取 I X 10 6 个细胞, 流式 细胞术检测 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例。 此实例中相关具体方法可参考实施例二 (1 )。 结果如图 5所示, SjHSP60增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs可通过诱导 CD4 + CD25— T细胞转化 而来。 实施例六: 观察 SjHSP60增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs是否可通过直接扩增 CD4 + CD25 + Tregs, 扩 增后的 CD4 + CD25 + Tregs免疫抑制力如何。

1. 按实施例二 (2 ) 中方法分离正常 BALB/c小鼠的脾和淋巴结, 制备成单淋巴细胞悬液; 用 CD4 + CD25 + Regulatory T Cell Isolation Kit按照说明书步骤分选出 CD4+CD25+ Tregs。 参 照实施例五中方法, 流式细胞术检测 CD4 + CD25 + Tregs的细胞纯度, 纯度 > 95 %。 转移 CD4 + CD25 + Tregs至 96孔圆底细胞培养板, 2 X 10 5 个细胞 /孔; 再分三组处理: anti-CD3 (BD, 553057)刺激组(lug/ml) /SjHSP60刺激组(0· 5ug/ml ) / SjHSP60 (0. 5ug/ml ) + anti-CD3 (lu g /ml)刺激组, 均为 5孔 /组。 按实施例四 (3 ) 中方法, 通过 摻入法检测 各组 CD4 + CD25 + Tregs的增殖情况。

2. 按此上(1)中具体方法分选并剌激处理 CD4 + CD25 + Tregs, 培养 3天后, 收集并计数; 转移至 96孔圆底细胞培养板, 1 10 5 个/孔, 4孔 /组。 再按实施例五中方法分选正常 BALB/C小鼠 CD4—细胞 (作为 APC使用) 和 CD4+CD25— T细胞, 分别加入每孔 CD4 + CD25 + Tregs, 1 X 10 5 个 /孔。 共培养 3天后, 同样按实施例四 (3 ) 中方法, 通过¾惨入法检测各组 CD4 + CD25— T细 胞的增殖情况, 进而反映各组 CD4 + CD25 + Tregs的抑制力。 结果如图 6所示, SjHSP60还可通过直接扩增 CD4+CD25+ Tregs,增加 CD4+CD25 + Foxp3 + Tregs; 且扩增后的 CD4 + CD25 + Tregs具有更强的免疫抑制力。 实施例七: 去除 SjHSP60全长序列中第 435到第 458氨基酸的多肽 ( SJMHE1 ) 后, 得到 SjHSP60 (D), 观察 S jHSP60 (D)是否还能增加小鼠 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例。 1. 应 用 在 线 蛋 白 质 结 构 和 功 能 预 测 软 件 Phyre server (http://www. sbg. bio. ic. ac. uk/phyre/), 预测 SjHSP60蛋白分子的空间结构以及表面功能 残基 (蛋白一蛋白作用位点)。

2. 按附图中图 8所示设计引物:

P1 (5, 一 3, ) : cgcggatcccaaccggtgacaatgttacgag

P2 (5' ― 3' ) : cacacctgttcgctgtatgccttcctcaattgct

P3 (5' ― 3, ) : attgaggaaggcatacagcgaacaggtgtgcg

P4 (5' ― 3' ) : ccgctcgagattaagagcaggcagtgttta

以实施例一 (3) 中构建的重组表达载体 pGEX— SjHSP60为模板: 以 P1/P2为上下游引 物进行 PCR I; 以 P3/P4为上下游引物进行 PCR II; 两次 PCR后, 得到了缺失 SJMHE1且有 部分重叠的两个 PCR产物。

3. 等摩尔混合此上 (2) 中 PCR I和 PCR II产物 (质量比大约为 3.5: 1) ,以此为模板, 以 P1/P4为上下游引物, 进行 PCR III, 得到了缺失 SJMHE1的 SjHSP60(D), 共 1816bp。 其全长 cDNA序列和经过翻译出来的氨基酸序列分别为 SEQ. ID. NO.4和 SEQ. ID. NO.3所 示。

4. 回收此上(3)中 PCR III产物;按实施例一(3)中方法,用回收的 PCRIII产物和 pGEX-6P-l 构建重组表达载体 pGEX-SjHSP60(D); 诱导表达和纯化 SjHSP60 (D); 再进行内毒素的去 除和定量验证, 最后进行蛋白定量。 按实施例二(1)中具体方法, 用 SjHSP60(D)以及多 肽 SJMHE1 (由上海生工公司合成, 纯度 >99%, 序列如 SEQ. ID. NO.5所示) 体内免疫正 常 BALB/c小鼠, 设 PBS免疫组为对照组, 检测各组小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Fox P 3 + Tregs比例。

5. 按实施例二(2) 中方法, 用 SjHSP60(D)/多肽 SJMHE1/PBS体外剌激正常 BALB/c小鼠的脾 和淋巴结细胞, 检测各组小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例。 结果如图 7所示, 经过软件预测发现, SjHSP60的三维空间结构表面, 除了 SJMHE1, 还 存在其它一些功能性残基 (蛋白 -蛋白作用位点); 进一步体内外实验证明, 缺失 SJMHE1的 SjHSP60 (D)仍可增加小鼠脾和淋巴结中 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例。 结合图 2分析, 可以发 现: 与 SJMHE1相比较, SjHSP60和 SjHSP60(D)体内免疫小鼠 ( / w'ra)增力 []CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例的能力更强一些;而体外刺激淋巴细 ( in vitro), SJMHEl, SjHSP60和 SjHSP60 (D) 三者增加 CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs比例的能力无明显差异。 本发明不限于这些公开的实例方案, 本发明将覆盖在专利书中所描述的范围, 以及权 利要求范围的各种变型和等效变化。