腦源性神經營養因子brain2derivedneurotro2phicfactor,BDNF）作為神經生長因子家族成員,與神經系統發育有著密切關系,不僅對中樞神經元的發育、增殖分化、存活起重要作用,而且對損傷后神經元的修復與功能重塑也起重要作用。BDNF廣泛分布于中樞及周圍神經系統,以海馬和皮質含量zui高。研究表明BDNF可支持中腦多巴胺能神經元存活并向多巴胺能表型分化,并且能保護多巴胺能神經元免受62羥多巴胺62OHDA的神經毒素作用。還可通過支持*能細胞的生存和上調*乙酰轉移酶的表達,增強神經系統的學習記憶作用;可減少鈣離子內流、抗自由基損傷、抑制細胞凋亡等,從而保護神經元免受腦缺血缺氧的損傷。
由此可見,BDNF對多種中樞神經系統疾病如帕金森、癡呆及腦血管病等具有治療潛能,然而如何將其透過血腦屏障運送至損傷的腦部,一直是十分困難的事情。1988年Green和Frankel各自獨立發現HIV21病毒上的反式激活因子transactivator,TAT）能夠進入細胞膜,具有蛋白轉導作用Vives等研究發現TAT蛋白分子中與其在細胞內轉導有關的是1段富含堿性氨基酸、帶有較多正電荷的多肽片段核心序列由11個氨基酸即YGRKKRRQRRR組成。Schwarze等將TAT與相對分子質量為15～200×10Da的蛋白進行融合表達后,可介導這些蛋白從細胞外到細胞內的。直接跨膜轉運。1999年Schwarze[9]研究發現TAT能攜帶蛋白質通過血腦屏障,積累到一定濃度并表現出蛋白活性。TAT具有速度快,不依賴于溫度、能量、細胞膜抗體,對細胞沒有損傷等特點,因此被認為是一種很有前途的運載工具。本研究通過克隆人BDNF基因,構建含有TAT2BDNF的重組表達載體,為進一步表達融合蛋白及探討TAT攜帶BDNF穿透血腦屏障治療中樞神經系統疾病奠定基礎。
1　材料與方法
1.1　材料　①菌株和質粒:含蛋白轉導結構域的pTAT/HA表達質粒,由美國華盛頓大學Dowdy教授惠贈,見圖1;感受態細胞DH為本實驗室保存。②主要材料和試劑:5月齡引產胎兒的胚胎腦組織,液氮中保存;總RNA提取試劑盒、DNA膠回收試劑盒及小量質粒提取試劑盒購于QIAGEN公司,OligodT、XhoⅠ、EcoRⅠ購于Promega公司,凝膠圖像分析儀購于美國syugene公司,MarkerDL2000購于上海生工生物工程公司,BD2NF的引物合成及DNA測序由上海生工公司完成。③PCR引物設計:參照GenBank人BDNF全基因序列,應用Omiga基因分析軟件分別設計內側和外側引物。
1.2　方法　
1.2.1　胚胎腦組織的提取　秤取5月齡引產胎兒的腦組織100mg,按照總RNA提取試劑盒說明書提取腦組織總RNA,測定A（260nm）/A（280nm）比值及RNA濃度。
1.2.2　BDNF目的基因的擴增　①cDNA的制備:以OligodT為逆轉錄引物,以提取的總RNA為模板,在AMV反轉錄酶催化下獲得含有目的基因的cDNA,反應條件為42℃水浴45min,72℃水浴5min。②巢式PCR擴增:第1輪PCR以cDNA為模板,采用外側引物擴增含目的基因的大片斷,反應μ體積為30L,反應條件為94℃變性5min,52℃退火45s,72℃延伸1min,共35個反應循環,zui后72℃延伸5min,反應產物經1.0%的瓊脂糖凝膠電泳鑒定。將鑒定為陽性的第1輪PCR產物稀釋50倍后作為模板,采用內側引物擴增特異目的基因,反應體積為30L,反應條件為94℃預變性5min,55℃退火45s,72℃延伸5min,共25個反應循環,zui后72℃延伸5min,第2輪PCR反應產物亦經1.0%的瓊脂糖凝膠電泳鑒定。
1.2.3　pTAT/HA2BDNF質粒的構建　pTAT/HA載體及經純化回收的PCR擴增產物分別用XhoI/EcoRI核酸內切酶雙酶切后,經1.5%瓊脂糖凝膠電泳,割膠回收線性載體及BDNF片段,加入T4連接酶反應體系,4℃連接16h,連接產物轉化感受態細胞DH,37℃恒溫培養14h后,挑取陽性克隆,提取質粒,用XhoI/EcoRI酶切,1.5%瓊脂糖凝膠電泳鑒定,選取正確的重組質粒載體測序。