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【6h】

问号钩端螺旋体vwa基因产物竞争性抑制vWF/GPIbα介导血小板聚集引发出血机制

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声明

致谢

序言

摘要

英文缩写词表

第1章引言

1.1钩端螺旋体

1.2钩端螺旋体病

1.3人血管性假血友病因子

1.4研究内容及目的

1.4.1研究内容

1.4.2研究目的

1.5研究路线

1.6本论文创新之处

第2章问号钩端螺旋体vwa基因的克隆与表达

2.1材料

2.1.1实验菌株

2.1.2实验质粒

2.1.3实验动物

2.1.4主要仪器

2.1.5主要试剂

2.1.6主要试剂配制

2.2方法

2.2.1问号钩体vwa基因产物功能结构域的分析

2.2.2问号钩体vwa序列生物信患学分析

2.2.3问号钩体的培养

2.2.4问号钩体基因组DNA的提取

2.2.5目的基因的扩增及扩增产物的纯化

2.2.6 T-A克隆

2.2.7 vwa-Ⅰ528和vwa-Ⅱ603基因原核表达系统的构建及重组蛋白的提纯

2.2.8 rL-vWA-Ⅰ和rL-vWA-Ⅱ蛋白LPS的去除和测定

2.3结果

2.3.2问号钩体vwa-Ⅰ528和vwa-Ⅱ603基因产物序列均无跨膜区

2.3.3问号钩体vwa-Ⅰ528或vwa-Ⅱ603基因产物序列均无信号肽

2.3.4问号钩体vwa-Ⅰ528或vwa-Ⅱ603基因产物结构与人vWF-A相似

2.3.5问号钩体vwa-Ⅰ528和vwa-Ⅱ603基因的PCR扩增

2.3.6 T-A克隆鉴定

2.3.7亚克隆鉴定

2.3.8 rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ的表达提纯

2.3.9 rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ中无LPS污染

2.4小结

第3章钩体vwa基因产物与人血小板和GPIbα的结合能力

3.1材料

3.1.1主要仪器

3.1.2主要试剂

3.1.3主要试剂的配制

3.2方法

3.2.1 PCR检测钩体vwa基因在不同血清群血清型钩体中的分布

3.2.2 rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vwA-Ⅱ圆二色谱(CD)分析

3.2.3血小板的制备

3.2.5 rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vwA-Ⅱ抗体封闭试验

3.2.8 ITC检测rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ与rHu-GPIbα约结合

3.2.9共沉淀试验

3.2.12银染

3.2.13统计学分析

3.3结果

3.3.1钩体vwa基因在不同血清群血清型钩体中的广泛分布

3.3.2 rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ的园二色谱扫描结构

3.3.3 rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ与血小板的强结合能力

3.3.4 SPR检测rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ与rHu-GPIbα的强结合能力

3.3.5 ITC检测rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ与rHu-GPIbα的强结合能力

3.3.7 rHu-GPIbα捕获钩体全蛋白中Lep-vWA-Ⅰ和Lep-vWA-Ⅱ的质谱鉴定

3.4小结

第4章钩体vwa基因产物抑制血小板聚集及信号通路的检测

4.1材料

4.1.1主要仪器

4.1.2主要试剂

4.1.3主要试剂的配制

4.2方法

4.2.1人外周血中血小板的分离

4.2.4 Western blot检测血小板信号通路激酶的表达及磷酸化水平

4.2.5血小板NO的定量测定

4.2.6血小板cGMP的定量测定

4.2.7血小板TXA2的定量测定

4.2.8血小板ADP的定量测定

4.2.9血小板Ca2+的定量测定

4.2.10统计学分析

4.3结果

4.3.2 rLep-vWA-IgGs阻断rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ抑制血小板聚集

4.3.3 rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ作用血小板后激酶磷酸化修饰水平无变化

4.3.4 rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ作用血小板后NO水平无升高

4.3.5 rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ作用血小板后cGMP水平无升高

4.3.7 rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWrA-Ⅱ作用血小板后ADP水平无升高

4.3.8 rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ作用血小板后Ca2+水平无升高

4.3小结

第5章钩端螺旋体vwa基因产物突变体的功能

5.1材料

5.1.1实验菌株

5.1.2实验质粒

5.1.3主要仪器

5.1.4主要试剂

5.1.5主要试剂配制

5.2方法

5.2.8 ITC检测rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ突变蛋白与rHu-GPIbα的结合

5.2.9统计学分析

5.3结果

5.3.3钩体vwa-Ⅰ528和vwa-Ⅱ603突变体蛋白无LPS污染

5.3.4 rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ突变蛋白对抑制血小板聚集能力的减弱

5.3.5 rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ突变蛋白与血小板结合能力的减弱

5.3.6 SPR检测rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ突变蛋白与rHu-GPIbα结合能力的减弱

5.3.7 ITC检测rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ突变蛋白与rHu-GPIbα结合能力的减弱

5.4小结

第6章钩体感染HUVEC后vwa基因表达及其外分泌情况

6.1材料

6.1.1实验菌株

6.1.2实验细胞

6.1.3主要仪器

6.1.4主要试剂

6.1.5主要试剂配制

6.2.2钩体的计数

6.2.3 RT-PCR引物

6.2.4钩体感染HUVEC前后vwa基因mRNA表达水平变化

6.2.5问号钩体总RNA的提取

6.2.6 RNA的定量

6.2.7反转录反应

6.2.8实时荧光定量PCR(qRT-PCR)

6.2.9钩体胞内总蛋白的提取

6.2.11钩体L-vWA-Ⅰ和L-vWA-Ⅱ分泌的抑制试验

6.2.12 Western blot

6.2.13 Western blot条带灰度值的分析

6.2.14统计学分析

6.3结果

6.3.2钩体感染HUVEC后胞内Lep-vWA-Ⅰ和Lep-vWA-Ⅱ表达水平的升高

6.3.3钩体感染HUVEC后Lep-vWA-Ⅰ和Lep-vWA-Ⅱ可以外分泌

6.3.4分泌系统抑制剂对L-vWA-Ⅰ和L-vWA-Ⅱ分泌的影响

6.4小结

第7章问号钩体vwa基因产物诱导动物体内出血

7.1材料

7.1.1实验动物

7.1.2主要仪器

7.1.3主要试剂

7.1.4主要试剂的配制

7.2方法

7.2.2 rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ诱导动物体内出血及出凝血参数的测定

7.2.3统计学分析

7.3结果

7.3.2 rLep-vWA-Ⅰ或rLeP-vWA-Ⅱ注射小鼠后外周血出凝血时间的延长

7.4小结

第8章讨论与总结

第9章人vWF的结构与功能(综述)

参考文献

附录

作者简历及在学期间所取得的科研成果

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摘要

目的:致病性钩端螺旋体(Leptospira,以下简称钩体)引起的钩体病(leptospirosis)是全球性流行的人畜共患传染病。出血和黄疸是钩体病典型的病理特征,但钩体病出血机制迄今不明。人血管性假血友病因子(von Willebtand factor,vWF)是重要的凝血因子,该因子与血小板膜糖蛋白-Ib的α亚基(GPIbα)结合后启动血小板聚集过程。致病性问号钩体(L.interrogans)基因种(genospecies)黄疸出血群赖型赖株vwa-Ⅰ与vwa-Ⅱ基因产物被注释为含vWF-A结构域的蛋白,但其在钩体病出血过程的作用及其机制未见研究报道。 方法:采用pET42a表达载体和大肠埃希菌(Escherichia coli)BL21DE3株表达宿主菌构建问号钩体赖株vwa-Ⅰ和vwa-Ⅱ基因原核表达系统。采用Ni-NTA亲和层析法提取vwa-Ⅰ和vwa-Ⅱ基因表达的重组蛋白rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ。采用鲎试验和Detoxi-gel脂多糖(LPS)亲和层析法分别检测和清除rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ中可能污染的大肠埃希菌LPS。采用流式细胞术、表面等离子共振(SPR)和等温滴定量热法(ITC)分别检测rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ与人血小板及其GPIbα的结合能力。采用共沉淀试验联合LC-MS/MS捕获并鉴定问号钩体赖株总蛋白中的人重组GPIbα(rHu-GPIbα)靶蛋白。采用生物发光血小板凝集测定仪检测rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ诱导人血小板聚集情况。采用Western Blot、分光光度和激光共聚焦显微镜法分别检测rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ作用人血小板后血小板聚集相关PI3K/AKT-ERK和PLC-PKC信号通路激酶磷酸化和活性介质水平。采用实时荧光定量RT-PCR和Western Blot分别检测问号钩体赖株感染人脐静脉内皮细胞(HUVEC)后vwa-Ⅰ和vwa-Ⅱ基因表达水平变化及其产物外分泌情况。采用定位突变联合SPR或ITC检测rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ中与人重组GPIbα(rHu-GPIbα)的结合位点。采用HE染色镜检和血凝自动检测仪分别检测注射rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ的C3H/HeJ小鼠肺、肝、肾组织标本中出血情况以及外周血标本活化部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)和凝血酶时间(TT)。 结果:问号钩体赖株vwa-Ⅰ和vwa-Ⅱ基因原核表达系统能有效表达目的重组蛋白rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ。Detoxi-gel亲和层析柱处理后rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ中无LPS。rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ能与81.7%~94.7%人血小板结合,但该结合可被rLep-vWA-Ⅰ-IgG和rLep-vWA-Ⅱ-IgG阻断。SPR和ITC结果显示,rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ能与rHu-GPIbα高亲和力结合,其KD为3.87×10-7-8.65×10-8M。rHu-GPIbα可从问号钩体赖株总蛋白中捕获vwa-Ⅰ和vwa-Ⅱ基因表达产物。rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ不能诱导人血小板聚集,但可阻断人重组vWF(Hu-rvWF)和协同因子瑞斯托霉素(ristocetin)诱导的血小板体外聚集。rLep-vWA-Ⅰ和rLep-vWA-Ⅱ作用后人血小板聚集相关信号通路激酶AKT、ERK、PLC和PKC磷酸化以及NO、cGMP、Ca2+、ADP和TXA2水平无显著改变。问号钩体赖株感染HUVEC后,vwa-Ⅰ和vwa-Ⅱ基因mRNA和蛋白表达水平显著升高并外分泌。Lep-vWA-Ⅰ中G13、G47、R36和Lep-vWA-Ⅱ中G76、Q126突变后,与rHu-GPIbα结合能力以及抑制Hu-rvWF/ristocetin介导血小板聚集的作用显著下降甚至消失。静脉注射rLep-vWA-Ⅰ或rLep-vWA-Ⅱ后,小鼠肺和肾组织分别严重的弥漫性出血和局灶性出血,外周血APTT、PT和TT延长2.36~5.63倍。 结论:问号钩体vwa-Ⅰ和vwa-Ⅱ基因产物能与vWF竞争性结合血小板GPIbα阻断vWF介导的人血小板聚集,从而导致钩体病人出血。

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