蘇巖,褚涵,余坤,潘瑞,3,葉陳娟,3,李軍德,黃曉,5*,張?zhí)?
1.重慶市中藥研究院 重慶市中藥資源學(xué)重點實驗室,重慶 400065;
2.湖北中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,湖北 武漢 430065;
3.中國中醫(yī)科學(xué)院 中藥資源中心 重慶分中心,重慶 400065;
4.中國中醫(yī)科學(xué)院 中藥資源中心,北京 100700;
5.中藥資源與中藥化學(xué)湖北省重點實驗室,湖北 武漢 430060
蟾蜍是蟾蜍科動物中華蟾蜍Bufo gargarizansCantor 或黑眶蟾蜍Duttaphrynus melanostictusSchneider 等的全體[1],《有重要生態(tài)、科學(xué)、社會價值的陸生野生動物名錄(國家林業(yè)和草原局公告2023 年第17 號)》將中華蟾蜍、黑眶蟾蜍列為國家“三有”保護(hù)動物[2]?!吨腥A人民共和國藥典》2020年版規(guī)定,中華蟾蜍是蟾酥、干蟾及蟾皮等蟾蜍類藥材的基原動物之一[3],因其具有重要的藥用價值,如治療惡性腫瘤、心衰、各種感染性疾病、慢性肝炎、骨髓炎、周圍性面神經(jīng)麻痹,止痛麻醉等而備受關(guān)注[4]?,F(xiàn)代研究表明,蟾蜍二烯羥酸內(nèi)酯類化合物是蟾皮中具有抗腫瘤活性的主要成分,能抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移、抗血管生成、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化、逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞多藥耐藥等[5]。
腫瘤壞死因子(TNF)是一種可引起腫瘤組織出血壞死的蛋白類物質(zhì),且能在體外抑制和殺傷腫瘤細(xì)胞[6]。1962 年在黏質(zhì)沙雷氏菌Serratia marcescens的多糖處理小鼠后收集的血清能夠誘導(dǎo)腫瘤出現(xiàn)退行性現(xiàn)象實驗中TNF首次被提出[7]。腫瘤壞死因子受體超家族(TNFRSF)作為一種重要的細(xì)胞因子受體,在皮膚、骨骼和淋巴器官的各種類型細(xì)胞之間提供關(guān)鍵信號,在多種類型的免疫效應(yīng)細(xì)胞上具有獨特的功能,能協(xié)同刺激用于治療癌癥的嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞[8]。
基于本課題組轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù),得到TNFRSF11b、TNFRSF9序列信息,擴(kuò)增其全長互補(bǔ)脫氧核糖核酸(cDNA)片段后,利用生物信息學(xué)分析工具對其序列特征和功能進(jìn)行預(yù)測,為后期TNFRSF11b、TNFRSF9基因功能的驗證及其在TNF 炎癥因子家族調(diào)控機(jī)制的相關(guān)研究提供參考。
生長一致的成體中華蟾蜍3只,購買于安徽華潤金蟾藥業(yè)蟾蜍規(guī)范化養(yǎng)殖基地,經(jīng)中國中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心李軍德研究員鑒定為中華蟾蜍Bufo gargarizansCantor。對成體蟾蜍實施安死術(shù)(腦脊髓刺毀法)后,即刻采集蟾皮、耳后腺、肝臟等組織于-80 ℃冰箱冷凍保存。
RNAprep pure 動物組織總RNA 提取試劑盒(批號:DP431)、瓊脂糖凝膠DNA 回收試劑盒(DP219)、2×TaqPCR Master Mix(批號:KT201)均購于北京天根生物科技有限公司;PrimeScript?RT reagent Kit with gDNA Eraser(Perfect Real Time)反轉(zhuǎn)錄試劑盒(批號:RR047A)、克隆載體pMD18-T Vector(批號:6011)、PrimerSTAR? Max DNA Polymerase(批號:R045A)、PrimeSTAR? GXL DNA Polymerase(批 號:R050A)、TB Green?Premix ExTaq? Ⅱ(Tli RNase H Plus)試劑盒(批號:RR820A)均購于北京寶日醫(yī)生物技術(shù)有限公司;RNA 保存液(北京百泰克生物技術(shù)有限公司);大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞(北京全式金生物技術(shù)有限公司);無水乙醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);瓊脂糖(Biowest公司)。
SW-CJ-1D型超凈臺(蘇州凈化設(shè)備有限公司);Life Pro 型聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)儀(杭州博日科技有限公司);Mupid-2Plus 型瓊脂糖凝膠電泳(日本Mupid 公司);CT-14RD 型臺式高速冷凍離心機(jī)(上海天美生化儀器設(shè)備工程有限公司);UPW-50S型超純水機(jī)(北京歷元電子儀器公司);RAININ Pipet-One 型移液器(美國梅特勒-托利多公司);Nano Drop 2000 型超微量核酸測量儀(賽默飛世爾科技公司)。
稱取-80 ℃冷凍保存的蟾皮組織約30 mg,置于裝有液氮的研缽中迅速研磨、粉碎,按操作說明采用RNAsimple 提取總RNA。使用DNase Ⅰ進(jìn)行DNA 消化,以Nano Drop 2000 型超微量核酸測量儀和1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA 的濃度和純度。提取的蟾皮總RNA于-80 ℃保存。
根據(jù)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中得到的BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因,分別于開放閱讀框(ORF)前后約20 bp處設(shè)計特異性引物(表1),引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。
表1 BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因全長擴(kuò)增引物序列信息
以提取的RNA 為模板,按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒操作說明合成第一鏈cDNA。BbgTNFRSF11b基因PCR 反應(yīng)體系總體積為50 μL:2×TaqPCR Master Mix 25 μL,正反向引物各2 μL,cDNA 4 μL,ddH2O 17 μL。PCR 反應(yīng)條件為98 ℃預(yù)變性5 min;98 ℃變性30 s,50 ℃退火15 s,72 ℃延伸90 s,35個循環(huán);72 ℃終延伸10 min;4 ℃冷卻。BbgTNFRSF9基因PCR 反應(yīng)體系總體積為50 μL:5×PrimeSTAR GXL Buffer 10 μL,dNTP Mixture(2.5 mmol·L-1each)4 μL,GXL DNA Polymerase 1 μL,正反向引物各2 μL,cDNA 4 μL,ddH2O 27 μL。PCR 反應(yīng)條件為98 ℃預(yù)變性5 min,98 ℃變性30 s,58 ℃退火15 s,72 ℃延伸90 s,35 個循環(huán);72 ℃終延伸10 min,4 ℃冷卻。反應(yīng)結(jié)束后,取PCR反應(yīng)產(chǎn)物5 μL經(jīng)1%瓊脂糖電泳鑒定,DNA回收試劑盒回收PCR產(chǎn)物。
將膠回收純化的PCR克隆產(chǎn)物(目的基因)連接在pMD18-T Vector 載體上,取目的基因4.5 μL,pMD18-T Vector 0.5 μL,加入等量的SolutionⅠ 5 μL,16 ℃金屬浴3~8 h。然后將連接產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化到大腸桿菌DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,LB平板培養(yǎng)后做菌落PCR擴(kuò)增(PCR反應(yīng)條件同2.2項下),利用瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行分析,選出陽性克隆進(jìn)行菌液培養(yǎng)并測序。
利用通過NCBI ORF-Finder 在線工具(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/)預(yù)測BbgTNFRSF 11b、BbgTNFRSF9cDNA 的ORF;利用NCBI Blast(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/)程序進(jìn)行蛋白同源比對和保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測;用ProtParam(https://web.expasy.org/protparam/)解 析 BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9 蛋白理化性質(zhì),使用InterProScan(https://www.ebi.ac.uk/interpro/search/sequence/)在線工具分析BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因編碼蛋白的保守結(jié)構(gòu)域論等電點和穩(wěn)定性;SOPMA(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_sopma.html)和 Swiss-model(http://swissmodel.expasy.org/)在線軟件預(yù)測BbgTNFRSF 11b、BbgTNFRSF9 蛋白二級、三級結(jié)構(gòu);使用SignalP 5.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP-4.0/)及TMHMM Server 2.0(https://dtu.biolib.com/DeepTMHMM,https://services.healthtech.dtu.dk/service.php?TMHMM-2.0)進(jìn)行信號肽和跨膜域分析;使用Expasy ProtScale(https://web.expasy.org/protscale/)及 NetPhos 3.1 Server(https://services.healthtech.dtu.dk/service.php?NetPhos-3.1)在線軟件分析親水性和預(yù)測磷酸化位點;使用MEGA 7.0 軟件構(gòu)建BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因的系統(tǒng)發(fā)育樹,重復(fù)抽樣次數(shù)選擇500 以確保所構(gòu)建進(jìn)化樹分支的穩(wěn)定性。
根據(jù)中華蟾蜍BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因的ORF 序列,使用Premier 5.0 軟件設(shè)計實時熒光定量PCR(RT-qPCR)的特異性引物(表2)。
表2 BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因RT-qPCR擴(kuò)增引物序列信息
RT-qPCR 反應(yīng)體系為10 μL:模板1.0 μL,TB Green Premix ExTaqⅡ 5.0 μL,上下游引物各0.5 μL和ddH2O 3.0 μL。反應(yīng)程序設(shè)定為94 ℃預(yù)變性1 min;94 ℃變性10 s,60 ℃退火34 s,共40 個循環(huán);溶解曲線為94 ℃ 10 s,60 ℃ 45 s。重復(fù)3 次生物學(xué)試驗,采用2-ΔΔCt方法計算基因的表達(dá)情況。最后利用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
提取的中華蟾蜍蟾皮總RNA經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測,可見28SrRNA和18SrRNA條帶清晰明亮(圖1)。超微量核酸測量儀檢測吸光度(A),A260nm/A280nm為1.97,說明總RNA 的完整性好,濃度較高,可用于后續(xù)實驗。
圖1 總RNA瓊脂糖凝膠檢測圖譜
以總RNA 反轉(zhuǎn)錄的cDNA 為模板,用BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9特征性引物進(jìn)行退火溫度梯度考察的PCR 全長擴(kuò)增,將PCR 反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳檢測得到2 條長度約為1300、1100 bp 的特異性條帶,與轉(zhuǎn)錄組測序所得目的條帶片段大小基本一致(圖2)。
圖2 中華蟾蜍BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因擴(kuò)增產(chǎn)物瓊脂糖凝膠檢測圖譜
將回收純化后的目的片段連接到PMD-18T 克隆載體上,轉(zhuǎn)化到DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,隨機(jī)挑選12個單菌落,進(jìn)行菌落PCR 擴(kuò)增,挑選陽性克隆進(jìn)行菌液培養(yǎng)并測序。
利用DNAMAN 7.0 分析所得BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因序列后發(fā)現(xiàn),其與中華蟾蜍轉(zhuǎn)錄組測序所得TNFRSF11b、TNFRSF9基因片段序列基本一致(圖3)。ORF finder 結(jié)果顯示,BbgTNFRSF11b的ORF 長為1233 bp,編碼410 個氨基酸,BbgTNFRSF9的ORF 長為816 bp,編碼274 個氨基酸。BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9的cDNA 序列及編碼蛋白序列見圖3。
圖3 BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9的cDNA序列及編碼蛋白序列
通過NCBI 數(shù)據(jù)庫中的Blastp 程序進(jìn)行蛋白質(zhì)比對,BbgTNFRSF11b序列與林蛙(Rana temporariaL.;XP_040210823.1)、高山倭蛙(Nanorana parkeriStejneger,L.;XP_018408849.1)、非洲爪蟾(Xenopus laevisDaudin;XP_018123714.1)等動物的TNFRSF11b基因序列的同源性較高,其中與林蛙的TNFRSF11b基因序列相似性最高(60.41%),表明TNFRSF11b基因在物種間的相差性較大,同源性較差。利用MEGA 7.0 進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹分析,顯示BbgTNFRSF11b基因與林蛙TNFRSF11b基因在一條進(jìn)化枝上,說明它們的同源關(guān)系較近(圖4)。
通過NCBI 數(shù)據(jù)庫中的Blastp 程序進(jìn)行蛋白質(zhì)比對,BbgTNFRSF9序列與泥鰍(Engystomops pustulosusCantor;KAG8568725.1)、林蛙(XP_040182506.1)、非洲爪蟾(XP_018083418.1)等動物TNFRSF9 蛋白序列的同源性較高,其中與泥鰍的TNFRSF9基因序列相似性最高(65.81%),表明TNFRSF9基因在物種間相差較大。利用MEGA 7.0 進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化樹分析,顯示BbgTNFRSF9基因與泥鰍TNFRSF9基因在一條進(jìn)化枝上,說明它們的同源關(guān)系較近(圖5)。
運用ProtParam 在線軟件推測BbgTNFRSF11b蛋白質(zhì)分子量為46.97 kDa,理論等電點為8.64,分子式為C2066H3297N563O610S37,總原子數(shù)為6573個,帶負(fù)電荷的殘基[天冬酰胺酸和谷氨酸(Asp+Glu)]總數(shù)為43,帶正電荷的殘基[精氨酸和賴氨酸(Arg+Lys)]總數(shù)為53。不穩(wěn)定系數(shù)53.12,脂肪族指數(shù)為75.83,親水性平均值(GRAVY)為-0.421,BbgTNFRSF9蛋白相對分子質(zhì)量為67.874 kDa,理論等電點為5.12,分子式為C2490H4153N829O1035S175,總原子數(shù)為8682 個,帶負(fù)電荷的殘基(Asp+Glu)總數(shù)為0,帶正電荷的殘基(Arg+Lys)總數(shù)為0。不穩(wěn)定系數(shù)46.58,脂肪族指數(shù)為29.79,GRAVY為0.793。
通過InterPro 和Blastp 對BbgTNFRSF11b 蛋白結(jié)構(gòu)域分析顯示,BbgTNFRSF11b編碼的蛋白具有TNFR/NGFR、TNFRSF特征結(jié)構(gòu)域和CRD1,2區(qū)段的單體小分子多肽,不存在保守結(jié)構(gòu)域(圖6)。
InterPro 和Blastp 對BbgTNFRSF9 蛋白 結(jié)構(gòu)域分析顯示,BbgTNFRSF9編碼的蛋白具有TNFR/NGFR、TNFR 特征結(jié)構(gòu),不存在保守結(jié)構(gòu)域(圖7)。
利用DNAMAN V6 將中華蟾蜍與林蛙(XP_040210823.1)、高山倭蛙(XP_018408849.1)、非洲爪蟾(XP_018123714.1)、雙條吻蚓(Rhinatrema bivittatumGuérin Méneville;XP_029447794.1)、熱帶爪蟾(Xenopus tropicalisGray;XP_002938025.2)5種動物TNFRSF11b蛋白序列多序列比對(圖8),表明中華蟾蜍BbgTNFRSF11b序列同其他動物相似度不高,TNFRSF11b基因的保守性較低。
用 DNAMAN V6 將中華蟾蜍與泥鰍(KAG8568725.1)、林蛙(XP_040182506.1)、縞鬣狗(Hyaena hyaenaLinnaeus;XP_039090911.1)、非洲爪蟾(XP_018083418.1)、馬來亞穿山甲(Manis javanicaDesmarest;XP_036855680.1)、長鰭領(lǐng)航鯨(Globicephala melasTraill;XP_030721651.1)5 種動物TNFRSF9蛋白序列多序列比對(圖9),表明中華蟾蜍BbgTNFRSF9蛋白序列同其他動物相似度不高,TNFRSF9基因的保守性較低。
圖9 中華蟾蜍BbgTNFRSF9蛋白與其他動物TNFRSF9蛋白的多序列比對分析結(jié)果
利用SignalP 4.0 Server 進(jìn)行信號肽預(yù)測,SP 測得為“NO”,說明BbgTNFRSF11b 蛋白結(jié)構(gòu)中不含信號肽。采用ProtScale 程序?qū)Υ司幋a蛋白進(jìn)行疏水性/親水性分析,該蛋白整條肽鏈預(yù)測值為負(fù)值的氨基酸數(shù)量略高,其中第349 個氨基酸的親水性最強(qiáng),預(yù)測值為-2.756;第24個氨基酸的疏水性最強(qiáng),預(yù)測值為2.467,結(jié)果顯示蟾蜍BbgTNFRSF11b蛋白為親水性蛋白(圖10A)。采用TMHMM Server 2.0 對BbgTNFRSF11b 蛋白進(jìn)行跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測,結(jié)果顯示該蛋白位于膜外部的概率接近1,說明BbgTNFRSF11b 蛋白不存在跨膜區(qū)(圖10B)。BbgTNFRSF11b 蛋白的磷酸化位點預(yù)測分析,發(fā)現(xiàn)該蛋白含有Ser 位點、Thr 位點、Tyr 位點分別為15、16、4個(圖10C)。
圖10 BbgTNFRSF11b蛋白親水性/疏水性、蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域、蛋白磷酸化分析預(yù)測
檢測BbgTNFRSF9的序列,信號肽I(SPI)測得為“0.985 8”,說明BbgTNFRSF9 蛋白含有信號肽,位點在23、24,采用ProtScale 程序?qū)Υ司幋a蛋白進(jìn)行疏水性/親水性分析,該蛋白整條肽鏈預(yù)測值為正值的氨基酸數(shù)量略高,結(jié)果顯示蟾蜍BbgTNFRSF9 蛋白為疏水性蛋白(圖11A)。采用TMHMM Server 2.0 對BbgTNFRSF9 蛋白進(jìn)行跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測,結(jié)果顯示該蛋白位于膜外部的概率接近1,說明BbgTNFRSF9 蛋白不存在跨膜區(qū)(圖11B)。BbgTNFRSF9 蛋白的磷酸化位點預(yù)測分析,發(fā)現(xiàn)該蛋白含有Thr位點(圖11C)。
圖11 BbgTNFRSF9蛋白親水性/疏水性、蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域、蛋白磷酸化分析預(yù)測
利用在線分析工具SPOMA 進(jìn)行二級結(jié)構(gòu)預(yù)測,結(jié)果表明 BbgTNFRSF11b 蛋白由α螺旋(41.46%)、延伸鏈(10.98%)、β轉(zhuǎn)角(5.12%)和不規(guī)則卷曲(42.44%)組成,其中,α螺旋和不規(guī)則卷曲是BbgTNFRSF11b 蛋白中最主要的結(jié)構(gòu)元件(圖12)。
圖12 中華蟾蜍BbgTNFRSF11b二級結(jié)構(gòu)預(yù)測
利用在線分析工具SPOMA 進(jìn)行二級結(jié)構(gòu)預(yù)測,結(jié)果表明BbgTNFRSF9蛋白由α螺旋(16.36%)、延伸鏈(12.00%)、β轉(zhuǎn)角(5.45%)和不規(guī)則卷曲(66.18%)組成,其中不規(guī)則卷曲是BbgTNFRSF9蛋白中最主要的結(jié)構(gòu)元件(圖13)。
圖13 中華蟾蜍BbgTNFRSF9二級結(jié)構(gòu)預(yù)測
使用SWISS-MPDEL 程序進(jìn)行三級結(jié)構(gòu)同源模建,對BbgTNFRSF11b(圖14A)、BbgTNFRSF9(圖14B)基因編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)預(yù)測,從三級結(jié)構(gòu)可以看出BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9均由α-螺旋與延伸鏈構(gòu)成,這與二級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果基本一致。
圖14 中華蟾蜍BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9三級結(jié)構(gòu)同源模建
使用RT-qPCR 技術(shù)分析1 年齡期中華蟾蜍不同組織中BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因的表達(dá)特征,結(jié)果顯示,BbgTNFRSF11b基因在中華蟾蜍不同組織中均有表達(dá),BbgTNFRSF9在肺和心中沒有表達(dá),表達(dá)量存在差異;2 個基因在耳后腺中表達(dá)量較高,其次是腹部皮膚;在肌肉中也有一定表達(dá)(圖15)。
圖15 BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因組織表達(dá)(,n=3)
以往研究表明,兩棲動物的分泌物中含有多種活性物質(zhì),并具有多種相應(yīng)的藥理活性,例如抗炎、鎮(zhèn)痛等[4]。本研究根據(jù)高通量測序得到中華蟾蜍轉(zhuǎn)錄組文庫,成功克隆了中華蟾蜍TNF 家族的核心基因BbgTNFRSF11b和BbgTNFRSF9。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),BbgTNFRSF11b基因編碼氨基酸序列含有TNFR/NGFR、TNFRSF的特征結(jié)構(gòu)域和CRD1,2區(qū)段的單體小分子多肽[9],在同源性研究過程中發(fā)現(xiàn)與林蛙的同源性最高,為60.41%,而BbgTNFRSF9在同源性研究者與泥鰍的同源性最高,為65.81%,說明TNFRSF11b、TNFRSF9在物種間的差異較大。與已知其他動物TNFRSF11b、TNFRSF9蛋白的基本特性相比,中華蟾蜍TNFRSF11b 蛋白結(jié)構(gòu)不含信號肽,TNFRSF9 蛋白結(jié)構(gòu)則含信號肽,2 個基因都不存在跨膜區(qū),BbgTNFRSF11b 為疏水性蛋白,BbgTNFRSF9 為親水性蛋白,二級結(jié)構(gòu)預(yù)測中α螺旋和不規(guī)則卷曲是主結(jié)構(gòu)類型。RT-qPCR結(jié)果顯示,BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因在耳后腺中表達(dá)量最高,其次是腹部皮膚。
TNF 在機(jī)體內(nèi)可由多種細(xì)胞產(chǎn)生,如單核巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞等,具有多種生物學(xué)效應(yīng),包括殺傷腫瘤細(xì)胞、調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)、促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖等[6]。TNFRSF是通常含有TNF同源結(jié)構(gòu)域的Ⅱ型跨膜蛋白的蛋白超家族。TNFRSF 的成員作為細(xì)胞因子發(fā)揮作用,通過與TNFRSF 受體結(jié)合,調(diào)節(jié)多種生物學(xué)過程,包括免疫反應(yīng)、增殖、分化、凋亡和胚胎發(fā)生。在巨噬細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞譜系細(xì)胞中TNFRSF 的物質(zhì)與細(xì)胞膜的BAFF/APRIL、LIGHT、GITRL、FasL、TWEAK 和CD137L(4-1BBL)結(jié)合[8],啟動反向信號傳導(dǎo)來抑制細(xì)胞增殖。TNFRSF11b 蛋白是1997 年新發(fā)現(xiàn)的TNFRSF 的一個新成員,被稱為破骨細(xì)胞形成抑制因子(OCIF 或OPG),是一種可以抑制骨的破壞和吸收的分泌型糖蛋白[10]。TNFRSF11b 能夠與核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB受體激活劑結(jié)合,抑制破骨細(xì)胞形成、分化、存活并誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡,是體內(nèi)成骨細(xì)胞骨形成與破骨細(xì)胞骨吸收動態(tài)平衡的重要調(diào)節(jié)因子,能促進(jìn)骨代謝的穩(wěn)態(tài),參與骨密度的調(diào)節(jié)[7]。TNFRSF9 與TITegs 的激活有關(guān),并且它們的抑制可能通過降低腫瘤中Tregs的免疫抑制功能來促進(jìn)包括肺癌免疫治療在內(nèi)的抗癌治療。TNFRSF9也能作為CD8+T細(xì)胞的共刺激受體,因此,TNFRSF9 的激動性抗體已經(jīng)在臨床試驗中[11]。
現(xiàn)有研究表明,TNFRSF11b 蛋白是RANKRANKL-OPG[12]系統(tǒng)的核心一員,在骨質(zhì)疏松癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨癌等骨失調(diào)類疾病的發(fā)病機(jī)制方面起著中心作用。TNFRSF11b所具有的CRD1,2區(qū)段的單體小分子多肽可以靈活地與RANKL 競爭性結(jié)合[13],阻止RANKL與RANK的結(jié)合,具體表現(xiàn)為成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的RANKL,與破骨細(xì)胞或破骨細(xì)胞前體細(xì)胞表面上的RANK 結(jié)合后,能夠促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化,增強(qiáng)骨吸收活性[14]。成骨細(xì)胞系的多種細(xì)胞分泌表達(dá)OPG,與RANKL 競爭性結(jié)合,阻止RANKL 與RANK 的結(jié)合,從而阻止破骨細(xì)胞活化及抑制骨吸收[15]。TNFRSF9與TI-Tegs的激活有關(guān),并且它們的抑制可能通過降低腫瘤中Tregs的免疫抑制功能來促進(jìn)包括肺癌免疫治療在內(nèi)的抗癌治療。TNFRSF9也能作為CD8+T細(xì)胞的共刺激受體。本研究成功克隆了BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因,并進(jìn)行生物信息學(xué)分析,為蟾蜍抗腫瘤機(jī)制研究及進(jìn)一步揭示TNFRSF11b 在RANK-RANKL-OPG 系統(tǒng)中的功能奠定基礎(chǔ),也為骨質(zhì)疏松癥患者帶來福音[11]。同時,可以看到肌肉作為非藥用部位表達(dá)量較高的組織,為開發(fā)蟾蜍新的藥用部位提供了科學(xué)依據(jù)。
從中華蟾蜍中克隆到BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9兩個TNFSF家族的基因,BbgTNFRSF11b基因的全長cDNA 序列為1233 bp,編碼410 個氨基酸,BbgTNFRSF9基因的全長cDNA 序列為829 bp,編碼247個氨基酸,進(jìn)化樹分析發(fā)現(xiàn)BbgTNFRSF11b和BbgTNFRSF9基因與其他動物同源性不高,組織表達(dá)分析顯示,BbgTNFRSF11b、BbgTNFRSF9基因在耳后腺中表達(dá)顯著高于其他部位,同時在肌肉中均有表達(dá),為開發(fā)藥用動物新資源提供數(shù)據(jù)支持。