白細胞介素-2的研究進展及應用

　隨著分子生物學、免疫學理論和技術的發展，運用重組表達技術來生產(chan) 預防和治療疾病的製品已成為(wei) 近幾年研究的熱點。白細胞介素-2是一種具有廣泛生物學活性的細胞因子，它能夠有效地提高免疫功能，醫學上已用於(yu) 預防和治療一些常規方法難以治療的疾病，如腫瘤等；在獸(shou) 醫方麵因其能提高疫苗的免疫效果，尤其是在基因工程亞(ya) 單位苗的免疫效果而倍受重視，展現出廣闊的應用前景。
　　一、白細胞介素-2的受體(ti) 及其生物學功能：
　　白細胞介素-2（IL-2）是一種zui早發現的具有廣泛生物活性的細胞因子，在1979年第二屆淋巴因子會(hui) 議上正式命名，它必須和IL-2受體(ti) 結合才能發揮生物學效應。1981年，Robb等發現T細胞表麵存在IL-2受體(ti) 。IL-2R是由3個(ge) 糖蛋白亞(ya) 基組成的，分別為(wei) α，β，γ鏈，分子量為(wei) 55kD，75kD和64kD，故又稱p55，p75和p64。單個(ge) 亞(ya) 基不能傳(chuan) 遞IL-2信號，隻有2或3個(ge) 亞(ya) 基組成複合體(ti) 方能發揮受體(ti) 功能。依據與(yu) IL-2親(qin) 和力的大小，可將IL-2R分為(wei) 3類，中、高親(qin) 和力受體(ti) 分別由。αβ和αβγ鏈組成，能傳(chuan) 導IL-2介導的細胞增殖和細胞溶解信息；低親(qin) 和力受體(ti) 由α鏈組成，不能傳(chuan) 導IL-2介導的信息。IL-2Rγ是IL—4、IL—7、IL—15、IL—9等多種細胞因子受體(ti) 的功能性組成單位；參與(yu) 多種免疫學功能的調控。雞IL-2也有與(yu) 哺乳動物IL—2相似的受體(ti) 。IL—2通過與(yu) 表達IL—2R的細胞表麵的IL—2R結合發揮生物學活性。
　　二、IL-2的種屬特異性：
　　大量交叉實驗表明，IL—2的種屬特異性是有一定規律的，一般呈下行性，即進化程度高的動物的IL-2可以作用於(yu) 進化程度較低的動物。如人和猿的IL-2。幾乎可以作用於(yu) 所有哺乳動物的，細胞；但其它哺乳動物的IL-2很少可以作用於(yu) 人：在進化程度相當的動物中，也顯示明顯的種屬特異性，哺乳動物IL-2之間有交叉性，如牛IL-2可以作用於(yu) 水牛和山羊，但活性僅(jin) 有35％，對IL-2的氨基酸分析表明，這與(yu) 其受體(ti) 結合部位氨基酸序列較保守有關(guan) ，另外，氨基酸排列順序和形成的空間構型也有很大關(guan) 係。
　　人和其它哺乳動物的IL-2不作用於(yu) 家禽，原因是禽與(yu) 哺乳動物種間隔離較大。在IL-2體(ti) 外誘生實驗中；禽與(yu) 哺乳動物細胞培養(yang) 條件不同，細胞密度、培養(yang) 時間、溫度、絲(si) 裂原的量都有不同。禽脾細胞加ConA和2％同種雞血清誘導20h後，分泌類似人IL-2的因子，能使ConA活性的雞T—cell生長，未活化的不能生長。雞CM（條件培養(yang) 基）不支持ConA活化的人、鼠淋巴細胞，人、鼠CM也不支持雞ConA活化淋巴細胞。家禽細胞因子與(yu) 人和哺乳動物的同源性極低，如雞IFN基因與(yu) 哺乳動物I型IFN核苷酸同源性zui高隻有43％，氨基酸同源性zui高隻有24％。
　　三、白細胞介素-2的cDNA克隆：
　　1985年鼠IL-2cDNA，首先克隆成功。建立活化的鼠T細胞係cDNA文庫。建庫所用載體(ti) 含有SV40早期啟動子，轉染COS—7細胞後，使插入片段表達，表達後檢測細胞培養(yang) 上清液的IL-2活性，篩選出3個(ge) 具有IL-2活性的cDNA克隆。
　　人IL—2（hIL—2）克隆成功於(yu) 1986年。用ConA誘導人的白血病T細胞係Jurkat—111分泌IL—2，然後提取mRNA注入蛙卵進行體(ti) 外翻譯，建立cDNA文庫，再將重組質粒DNA轉移到硝酸纖維膜上，用mRNA與(yu) 之雜交，回收吸附於(yu) 膜上的mRNA，再進行體(ti) 外翻譯，從(cong) 而克隆了*個(ge) hIL-2cDNA。
　　同年，牛IL-2（bIL-2）cDNA克隆成功；建立活化牛淋巴細胞cDNA文庫後，用hIL—2cDNA探針進行篩選。成熟IL—2含有135個(ge) 氨基酸，分子量為(wei) 15.42kD，與(yu) 人和鼠的IL-2各有65％及50％的同源性。
　　李祥瑞於(yu) 1995年用真核表達係統成功克隆了雞IL-2；並獲得高活性重組雞IL-2。采用SPF雞脾髒T細胞，體(ti) 外誘生IL-2，經生物學活性檢測確認細胞培養(yang) 上清中具有IL-2的生物學活性，提取誘導過的脾單核細胞的總mRAN，反轉錄合成cDNA，將核酸片段與(yu) 質粒載體(ti) 連接，質粒轉化宿主菌DH10B，建立cDNA文庫。所用質粒載體(ti) 為(wei) 穿梭質粒pSV·SPORTI，它既能在大腸杆菌內(nei) 增殖，又帶有SV40，複製原點及早期啟動子，能在COS-7細胞中瞬時表達，表達產(chan) 物經生物學活性檢測，證明其有IL-2活性，經過兩(liang) 輪篩選，共獲得14個(ge) 陽性克隆。經序列分析表明，雞IL-2與(yu) 人和其它哺乳動物IL-2cDNA同源性在50％左右。
　　四、雞IL-2的純化及生化特性：
　　Shnetzler等首先將由外周血淋巴細胞誘生的IL-2用40％-80％硫酸銨沉澱後，用SephadexG-100凝膠層析，IL-2活性峰以PBS透析，以Blue-sepharose膠層析後進行SDS-PAGE電泳。結果2個(ge) 活性峰分子量分別為(wei) 9.0-11．5kD和19．5-21．5kD，後者可能是前者的雙聚體(ti) 。Vainio等用此方法得到分子量為(wei) 13kD的分子，用等電聚焦估計雞IL-2的PI為(wei) 5．9。
　　Fredericksen和Sharma將由脾淋巴細胞誘生的IL-2超濾濃縮，濃縮物通過Phenyl-sepharose柱，未吸附蛋白進一步用陰離子交換劑柱層析，再以Superose-12柱進行層析。結果得到2個(ge) 活性峰，分子量分別為(wei) 26．0kD和14．0kD，經SDS-PAGE電泳*峰形成分子量的30．0kD的帶，第二峰可能因蛋白含量太低而無帶形成。同時發現雞IL-2親(qin) 水性低，與(yu) 鼠IL-2的高親(qin) 水性不同，可用Phenyl-sepharose柱純化。
　　Myers等報道了利用5步法純化雞IL-2的結果：（1）超濾縮，（2）硫酸銨沉澱，（3）SephadroseG—100凝膠過濾層析；（4）反相高壓液相層析，（5）Phenyl—sepharose層析。SephfidexG-100層析後得到2個(ge) 活性峰，SDS—PAGE電泳後分子量分別為(wei) 17．5—25．0kD和36．0-39．0kD。高分子量峰經解聚烷基化後再以SephasexG—100層析，得到一分子量為(wei) 17．5kD的峰，說明雞IL—2可以形成聚合體(ti) 或與(yu) 其他蛋白質聚合。
　　五、IL-2的應用：
　　1.作為(wei) 免疫治療劑。Weinberg報道，多次使用IL—2可以明顯降低實驗性感染豚鼠生殖係統單純皰疹病毒感染的複發率；lz等報道，使用雞ConA活化T細胞誘導產(chan) 生的細胞因子，可以使雞腸炎沙門氏菌（Salmonella enteritidis）器官侵入率降低51％-60％；此種細胞因子注入雞胚，同樣可以降低孵化期雞胚的沙門氏菌器官侵入率。Quiroga等報道，將重組牛IL—2注入牛乳房，可以明顯降低細菌性乳房炎的發病率。
　　2．構建新型基因工程苗。Ramshaw等、Flexner等先後報道將小鼠或人IL—2cDNA與(yu) 含禽流感血凝素（HA）基因的痘病毒重組，獲得表達IL-2的重組病毒。將這種重組病毒與(yu) 不含IL—2基因的痘病毒同時接種裸鼠；結果顯示，IL—2的插入並不影響HA的表達水平及免疫原性，但可以防治對裸鼠的致死。說明插入細胞因子可以大大提高活病毒載體(ti) 的安全性。Hazama等將IL—2基因與(yu) 牛單純性皰疹病毒糖蛋白D基因融合，真核細胞內(nei) 表達融合蛋白；免疫小鼠後攻毒。結果該融合蛋白可以*保護小鼠免疫病毒攻擊，而以氫氧化鋁為(wei) 佐劑但不含IL—2的重組糖蛋白隻產(chan) 生部分保護，IL—2在體(ti) 內(nei) 的半衰期也因此延長大約4倍。表明采用此種方式獲得IL—2抗原重組蛋白，是研製新一代基因工程苗的另一途徑。
　　3.作為(wei) 免疫增強劑。目前亞(ya) 單位苗是疫苗研究的熱點，但亞(ya) 單位苗隻能對寄生蟲產(chan) 生部分保護力，許多獸(shou) 醫工作者把注意力集中到亞(ya) 單位苗所需的免疫增強劑（Immunopotentiator）上。重組細胞因子能明顯提高細菌、病毒和寄生蟲疫苗的免疫效果。細胞因子免疫增強劑不同於(yu) 以往的化學佐劑，它們(men) 能調節動物對疫苗的反應，包括免疫細胞向接種部位移動，抗原提呈，促進Th細胞的產(chan) 生，B細胞的成熟和分化，激活包括NK細胞、嗜酸性細胞和肥大細胞在內(nei) 的非特異性殺傷(shang) 細胞。重組人IL—2能提高傷(shang) 寒杆菌活苗和莢膜多糖亞(ya) 單位苗的免疫效果，重組牛IL—2與(yu) 牛皰疹病毒I型活苗一起使用；血清中牛和抗體(ti) 滴度比單獨使用疫苗組提高6倍。用牛皰疹病毒糖蛋白亞(ya) 單位苗免疫牛，並注射IL—2，可顯著提高特異性抗體(ti) 滴度，特異性細胞毒反應和特異性淋巴細胞增殖反應。重組牛IL-1、IL—2能促進牛病毒性腹瀉死苗的免疫效果。IL—2分別於(yu) 狂犬病疫苗或瘧疾疫苗聯合使用，對相應抗原的攻擊有保護作用。

——摘編自李宏梅、李祥瑞、郭慧君的文章