黃迪海,劉 霞,盛曉丹,董玉蘭,綦學(xué)慧,張從敬,徐秀榮,張?jiān)佥x,秦卓明,3?
(1.山東省健牧生物藥業(yè)有限公司,濟(jì)南250100;2.濟(jì)南市動(dòng)物生物藥品工程技術(shù)研究中心,濟(jì)南250100;3.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所,濟(jì)南250023;4.中國農(nóng)業(yè)大學(xué),北京100094)
獸用雞脾轉(zhuǎn)移因子(Transfer Factor,TF)是具有免疫活性的T淋巴細(xì)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(qiáng)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化,提高機(jī)體免疫功能的作用。TF可將供體的細(xì)胞免疫功能特異地轉(zhuǎn)給受體,而且能轉(zhuǎn)移包括真菌、細(xì)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(xì)胞免疫,是一種新型免疫制劑[1]。
自20世紀(jì)50年代首次發(fā)現(xiàn)TF至今,國內(nèi)外研究人員對其進(jìn)行了廣泛深入的研究和應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)TF具有分子質(zhì)量小、無毒、無抗原性、不引起過敏反應(yīng)、不產(chǎn)生特異性抗體,且可超越種屬界限應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn),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(nèi)外逐漸將TF應(yīng)用于獸醫(yī)免疫和臨床治療。2011年,我國批準(zhǔn)獸用轉(zhuǎn)移因子口服溶液上市。TF在防治動(dòng)物傳染?。?]、增強(qiáng)機(jī)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(diào)控腸道粘膜屏障中的作用機(jī)理不清楚,嚴(yán)重制約TF的應(yīng)用。本研究旨在探索雞脾轉(zhuǎn)移因子的多肽組成,為進(jìn)一步研究其有效成分和作用機(jī)理提供技術(shù)支持。
1.1 材料 獸用雞脾轉(zhuǎn)移因子,由山東省健牧生物藥業(yè)有限公司生產(chǎn),多肽含量≥1mg/mL,樣品生產(chǎn)批號(hào)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(jī),質(zhì)譜儀(LTQVelos),分光光度儀(P-2000),醫(yī)用低速離心機(jī),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(zhuǎn)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(zhì)為CHCA和SA。試驗(yàn)樣品溶液ziptip脫鹽后MALDI-TOF-MS分析,根據(jù)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(zhì)譜分析,選擇no enzyme。未通過10 kD超濾管的樣品,將超濾管反轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fù) 2 次;加入 100 μL 25 mol/LNH4HCO3,離心,重復(fù) 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(jìn)行質(zhì)譜分析,選擇Trypsin。
1.3.3.2 毛細(xì)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(dòng)進(jìn)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(zhì)譜數(shù)據(jù)采集 多肽和多肽碎片的質(zhì)量電荷比按照下列方法采集:每次全掃描后采集20個(gè)碎片圖譜(MS2 scan)。
1.3.3.4 數(shù)據(jù)分析 原始文件用BIOWORKS軟件搜索相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。查詢IPI數(shù)據(jù)庫CHICK(v3.81)分類系統(tǒng),得到鑒定的蛋白質(zhì)結(jié)果。
1.3.4 活力測定 按照國家衛(wèi)生部新藥轉(zhuǎn)正標(biāo)準(zhǔn)西藥第四十七冊中脫E受體法[8],制備脫E受體胸腺T細(xì)胞懸液,使最終濃度為每1 mL含3×106~5×106個(gè)細(xì)胞;制備綿羊紅血球懸液,使最終濃度為脫E受體胸腺T細(xì)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(xì)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(jì)數(shù)。顯微鏡視野中淡藍(lán)色的較大的細(xì)胞為淋巴細(xì)胞,共數(shù)計(jì)數(shù)板16個(gè)大方格上所有淋巴細(xì)胞的個(gè)數(shù)(不少于200個(gè)),統(tǒng)計(jì)其中的E玫瑰花結(jié)形成的細(xì)胞數(shù)(結(jié)合3個(gè)以上綿羊紅細(xì)胞的淋巴細(xì)胞),計(jì)算結(jié)花百分率,取平均值,即為供試品管或?qū)φ展艿钠骄鶖?shù)。樣品活力=供試品測定管E玫瑰花結(jié)百分率-對照管E玫瑰花結(jié)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(biāo)準(zhǔn)品溶液的吸光度,獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線(見圖1),標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)方程,計(jì)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(zhuǎn)移因子口服溶液國家標(biāo)準(zhǔn)多肽含量≥1 mg/mL的規(guī)定。
圖1 標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(jì)581種,包括:非酶切方式獲得的多肽共512種,主要有T細(xì)胞凋亡抑制相關(guān)蛋白(TIAL1)、胸腺肽 β4(TMSB4X)、殺菌/通透性增加蛋白(BPIL3)、酶、肌動(dòng)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(xì)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(xì)胞268個(gè),E玫瑰花結(jié)細(xì)胞31個(gè),結(jié)花百分率為11.57%,樣品管16方格所有淋巴細(xì)胞289個(gè),E玫瑰花結(jié)細(xì)胞65個(gè),結(jié)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(jié)(A為對照品,B為樣品)
3.1 轉(zhuǎn)移因子的多肽組成 轉(zhuǎn)移因子作為一種免疫調(diào)節(jié)劑廣泛應(yīng)用于人醫(yī)和獸醫(yī)領(lǐng)域。國家標(biāo)準(zhǔn)[編號(hào):WS1-(X-451)-2003Z]中規(guī)定了其主要成分是多肽和核苷酸。國內(nèi)眾多研究人員對轉(zhuǎn)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(jìn)行了研究。何理平[9]報(bào)道,轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移因子水解后檢測,證實(shí)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(zhuǎn)移因子進(jìn)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(zhuǎn)移因子得到三個(gè)洗脫峰并進(jìn)行活性測定,表明轉(zhuǎn)移因子主要包含三大組分。本試驗(yàn)在驗(yàn)證雞脾轉(zhuǎn)移因子多肽含量的基礎(chǔ)上,利用LC-MS法檢測其多肽組成,揭示了雞脾轉(zhuǎn)移因子含有T細(xì)胞凋亡抑制相關(guān)蛋白(TIAL1)等581種多肽,并通過查詢數(shù)據(jù)庫,獲得了對應(yīng)的蛋白序列,初步闡明了雞脾轉(zhuǎn)移因子的多肽組成,為國內(nèi)首次報(bào)道。
3.2 轉(zhuǎn)移因子分子量及其分布 轉(zhuǎn)移因子的分子量一般在3000~15000 Da。本試驗(yàn)利用質(zhì)譜法分析測定雞脾轉(zhuǎn)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(yàn)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(jìn)一步研究。
3.3 轉(zhuǎn)移因子功能與組分的關(guān)系 轉(zhuǎn)移因子具有增強(qiáng)細(xì)胞免疫[13-14]和體液免疫[15],增強(qiáng)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(bào)道。本試驗(yàn)在檢測確定雞脾轉(zhuǎn)移因子生物活性的基礎(chǔ)上,對其所含多肽進(jìn)行分析,證實(shí)了轉(zhuǎn)移因子含有與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)相關(guān)的肌動(dòng)蛋白,含有與免疫相關(guān)的T細(xì)胞凋亡抑制相關(guān)蛋白、胸腺肽、抑制因子活化蛋白等,含有與生長發(fā)育相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子蛋白,含有與抗應(yīng)激相關(guān)的熱休克蛋白,含有與疫病相關(guān)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(xué)活性,可能與轉(zhuǎn)移因子的功能密切相關(guān)。下一步需要通過基因合成和體外表達(dá)等方式獲得相關(guān)多肽蛋白,進(jìn)一步研究其生物活性,進(jìn)而驗(yàn)證雞脾轉(zhuǎn)移因子的有效成分和作用機(jī)理。
[1]李 鑫.轉(zhuǎn)移因子的研究進(jìn)展[J].畜禽業(yè), 2010,6: 38-40.
[2]夏 寧,劉海菊,沈 偉,等.鹵米松乳膏聯(lián)合轉(zhuǎn)移因子治療白癜風(fēng)療效觀察[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2013,5:121-123.
[3]范林妮,尹志勇,王文勇.腫瘤特異性轉(zhuǎn)移因子在消化系統(tǒng)腫瘤治療中的應(yīng)用[J].細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,2011,11:110-111.
[4]鄭君英.轉(zhuǎn)移因子治療小兒反復(fù)呼吸道感染療效分析[J].中華醫(yī)院感染學(xué)雜志,2013(04):156-157.
[5]Klesius PH, Kristensen F Bovine transfer factor: Effect on bovine and rabbit coccidiosis[J].Clinical Immunology, 1977,7(2):240-252.
[6]凌紅麗,陸承平,孫海新,等.雞脾轉(zhuǎn)移因子對肉雞免疫應(yīng)答及防病效果的研究[J].中國獸醫(yī)科學(xué), 2006,07: 46-50.
[7]李猶平,房春林,陳元坤,等.轉(zhuǎn)移因子對豬瘟和豬藍(lán)耳病疫苗免疫增強(qiáng)效果試驗(yàn)[J].獸醫(yī)導(dǎo)刊,2010,2:47-48.
[8]衛(wèi)生部.轉(zhuǎn)移因子口服溶液質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].新藥轉(zhuǎn)正標(biāo)準(zhǔn)西藥第四十七冊,2008:X58-60.
[9]何理平.轉(zhuǎn)移因子在動(dòng)物醫(yī)學(xué)上的研究進(jìn)展[J].湖北畜牧獸醫(yī),2003,6:44-49.
[10]范振青,李崇榮.口服轉(zhuǎn)移因子阻斷小鼠免疫抑制的作用[J].上海免疫學(xué)雜志,1994,14(4): 201-202.
[11]劉 剛,劉大濤,劉 征,等.轉(zhuǎn)移因子的性質(zhì)研究[J].吉林大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào), 2000,7(3): 104-106.
[12]凌紅麗.雞脾轉(zhuǎn)移因子的研制、檢驗(yàn)規(guī)程及其應(yīng)用[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2006:16-25.
[13]Berrón-Pérez R, Chávez-Sánchez R, Estrada-García I, et al.Indications, usage, and dosage of the transfer factor[ J].Rev Alerg Mex, 2007 , 54(4): 134-139.
[14]趙滿達(dá),何孟蓮,徐 斌.不同動(dòng)物來源轉(zhuǎn)移因子對肉鴨T細(xì)胞轉(zhuǎn)化增殖影響的比較研究[J].中國預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào),2009,8:84-87.
[15]喬宏興,張曉根,任 敏.雞脾轉(zhuǎn)移因子的制備及對雛雞免疫應(yīng)答的作用研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2012,1: 19-22; 27.
[16]李士學(xué),侍俊超,周 微,等.特異性和非特異性豬脾轉(zhuǎn)移因子的制備及其免疫活性比較[J].中國生物制品學(xué)雜志,2011,10: 75-77.
[17]陳智敏.轉(zhuǎn)移因子對豬病毒性免疫抑制的緩解作用[J].福建畜牧獸醫(yī),2012,5: 22-24.