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ADAMs (A Disintegrin And Metalloproteinase)是一类具有跨膜结构的、含有七个主要结构域的细胞外基质蛋白,具有金属蛋白酶活性及细胞间信号介导等功能。目前已发现的四十多种ADAM家族成员中,人ADAM15是唯一一个在其去整合素区域含有整合素结合位点RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)序列的成员。研究表明,重组人ADAM15去整合素区域(recombinant human disintegrin domain of ADAM15, rhddADAM15)具有抗肿瘤活性,但是对其结构与作用机制,目前尚不清楚。本研究在前人的研究基础上,揭示了大肠杆菌表达纯化出的rhddADAM15的结构具有混合性,利用毕赤酵母表达系统表达了rhddADAM15与人血清白蛋白的融合蛋白HSA-rhddADAM15-His;检测了大肠杆菌表达的rhddADAM15对八株常见肿瘤细胞增殖与迁移的影响,初步解释了rhddADAM15对细胞增殖抑制的机理,评价了其对斑马鱼体内移植肿瘤的作用,并评价了rhddADAM15对斑马鱼血管生成的抑制作用。具体研究结论如下:(1)同源建模模拟提示ADAM15去整合素区域结构松散,圆二色谱分析发现rhddADAM15二级结构中存在90%的不规则卷曲,二硫键交联是维持其稳定构象的主要因素。非还原性与还原性电泳比较分析发现,大肠杆菌可溶性表达产物rhddADAM15为不同构象的混合型蛋白,液相色谱分析呈三个独立峰,提示至少存在三种不同构象的rhddADAM15;经计算,在检测到的三种不同构型rhddADAM15中,两种结构在分子内形成6对二硫键,一种形成7对二硫键;大肠杆菌表达rhddADAM15的分子量较理论分子量偏大,利用二硫苏糖醇处理后进行短肽分析发现rhddADAM15中偏大的原因为单独的巯基与谷胱甘肽缩合;对rhddADAM15进行不同条件的体外重折叠,活性筛选发现按照以下重折叠缓冲液组分折叠:盐酸胍、L-精氨酸、EDTA、GSH、GSSG的浓度分别为1.4、0.4~0.8、0.001、0.002、0.0002~0.0004mol L-1,rhddADAM15的活性提高约5倍。液相色谱分析折叠后rhddADAM15呈单一峰,与折叠前第三峰具有相近的保留时间,提示7对二硫键形成的rhddADAM15构型可保持其高活性。(2)ADAM15去整合素区域是ADAM15七个主要结构域之一,该单独结构域在大肠杆菌表达结构的不均一,论文以人血清白蛋白(human serum albumin, HSA)作为辅助折叠分子,实现了在巴斯德毕赤酵母中分泌表达均一稳定的HSA-rhddADAM15-His融合蛋白。经Blue-sepharose亲和层析、Ni2+螯合层析及DEAE离子交换层析分离纯化获得具有人ADAM15去整合素区域蛋白免疫原性的融合蛋白。细胞划痕实验表明HSA-rhddADAM15-His对小鼠黑色素瘤细胞B16的迁移和增殖均有明显的抑制作用,且其干扰细胞迁移的活性较大肠杆菌表达产物高2~3倍。(3)大肠杆菌表达的rhddADAM15对于乳腺癌、肝癌、黑色素瘤、胰腺癌、胃癌、宫颈癌等多种肿瘤细胞均有增殖及迁移的抑制作用,抑制增殖的IC50在1.0到6.0μmol L-1之间,其中肝癌细胞Bel-7402最为敏感,IC50为1.04μmol L-1。移植Bel-7402细胞到斑马鱼体内,给予rhddADAM15可抑制其在斑马鱼体内的生长和转移,说明rhddADAM15在体内也有抑制肿瘤细胞增殖及迁移的作用。(4) rhddADAM15可抑制血管内皮细胞Eahy926的增殖与迁移,并能干扰Eahy926细胞参与的体外Matrigel成管试验。细胞周期分析显示受rhddADAM15干预的Eahy926细胞被阻滞于G0/G1期,高剂量可诱导Eahy926细胞凋亡。实验研究首次发现rhddADAM15也具有干扰胰腺癌细胞8988细胞参与的体外Matrigel成管试验,提示rhddADAM15具有抑制肿瘤血管生成的作用。研究还发现给予每条鱼20.0pmol的rhddADAM15时,对斑马鱼肠下血管生成抑制率为(72±1.26)%;每鱼5.0pmol时,节间血管生成抑制率为(48±2.92)%。与已在临床使用的血管生成抑制剂恩度相比,rhddADAM15的血管生成抑制能力明显高于恩度。(5)以Bel-7402细胞为研究材料,研究发现受rhddADAM15干预的Bel-7402细胞出现G2及S期阻滞,其机理为下调周期蛋白CDC2的表达量和提高CDC2-Tyr15的磷酸化程度。rhddADAM15可以诱导Bel-7402细胞出现典型的凋亡现象,并可强烈诱导斑马鱼发生体细胞凋亡,rhddADAM15作用后,Bel-7402细胞的caspase8、9、3的活性均有不同程度提高,提示rhddADAM15不是通过单一途径诱导细胞凋亡。rhddADAM15作用于Bel-7402细胞1h、2h后,Src蛋白Tyr416位磷酸化减弱,Tyr527位磷酸化增强,Src蛋白总量变化微弱,即Src蛋白活性降低,提示rhddADAM15对细胞的增殖抑制与Src参与的信号通路有关。