Экспрессия в гетерологичных системах генов химерных иммуноглобулинов и гена барстара

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Содержание

Список обозначений и сокращений з
Обзор литературы
1. Иммуноглобулин Е как возможный агент противоопухолевого иммунитета
1. Сведения о функциях иммуноглобулина Е
2. Инициация синтеза иммуноглобулина Е
3. Регуляторные функции иммуноглобулина Е
4. Иммуноглобулин Е и аллергическая реакция как факторы развития и ингибирования роста опухолей
5. Количественные оценки концентрации иммуноглобулинов в терапии
2. Генотерапия
1. Общее описание типов генотерапии
2. Основные направления клинического применения генотерапии
3. Химерные антитела как эффекторный белок терапии
4. Факторы, обеспечивающие эффективность генотерапии
2. 4 1 Доставка генетического материала
2. 4 2 Экспрессия генов
3. Эксперессия генов барстара и химерного иммуноглобулина 38 Резюме обзора литературы
Материалы и методы
Результаты и обсуждение
1. Создание генетической конструкции и анализ экспрессии гена барстара в фибробластах человека и в эмбрионе мыши
2. Баллистическая трансфекция
3. Экспрессия генов химерного^Е в различных тканях и органах мышей, иммунный ответ на ксеногенные детерминанты
4. Вывод формулы подсчета количества экспрессированного химерного белка
5. Количественный анализ экспрессии химерного^Е и иммунного ответа на ксеногенные детерминанты
выводы

Экспрессия в гетерологичных системах генов химерных иммуноглобулинов и гена барстара (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В последние десяилетия одним из наиболее востребованных подходов в биологических и биомедицинских исследованиях стало создание генетических конструкций для экспрессии целевых белков непосредственно в жиом организме. В соответствии с конечными практическими приложениями этой методологии сформировались два основных направления — генотерапия и ДНК-иммунизация. Одним из наиболее востребованных направлений применения генотерапии является подход с применением интрател, который состоит во введении в организм генетических конструкций, кодирующих антитела с запрограммированными антигенсвязывающими и/или эффекторными функциями.

В связи с этим необходимо, с одной стороны, искать оптимальные способы введения в клетки чужеродных генов, а с другой — изучить закономерности экспрессии введенных генов в зависимости от типа ткани. Весьма важно также оценить иммунный ответ организма на ксеногенные детерминанты синтезирующихся рекомбинантных белков.

В настоящей работе исследовали генетические конструкции для экспрессии простых однодоменных и сложных мультидоменных белковых молекул. Последовательно рассмотрены генетические конструкции, необходимые для исследования in vivo экспрессии гена барстаравозможности качественной и количественной оценки экспрессии этого гена в человеческих фибробластахэкспрессия гена барстара клетками взрослого организма после трансфекции в клетки эмбриона на стадии морулывозможность экспрессии генов химерных антител мышь-человек при введении генов in vitro и в клетки различных органов и частей тела мышей in vivo.

Были сконструированы плазмиды, несущие ген барстара под контролем эукариотических регуляторных элементов для его экспрессии в эукариотах.

На первом этапе исследования работа являлась поисковой. Было необходимо определить принципиальную возможность исследования экспрессии гена барстара в эукариотических системах. Работа выступала предтечей работ по созданию химерных полноразмерных иммуноглобулинов.

При работе с химерными мышь-человек иммуноглобулинами класса Е основной задачей было апробирование подхода к экспрессии генов иммуноглобулинов in vitro и in vivo. Конкретно — анализ экспрессии под гетерологичным промотором и оценка уровня биосинтеза целевого белка.

При использовании генов химерного мышь/человек IgE был оценен уровень биосинтеза целевого белка in vivo в различных тканях мыши: селезенке (иммунокомпетентный орган), печени (через печень проходит большой объем крови), подушках лап (не столь хорошо снабжаются кровью) и хрящевой ткани ушей (в любой хрящевой ткани движение молекул осуществляется исключительно за счет диффузии). Также была дана количественная оценка иммунного ответа организма на чужеродные антигенные детерминанты синтезированных антител. Получение таких данных было важно с точки зрения так называемой ДНК-иммунизации.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

выводы.

1. Созданы генетические конструкции для исследования экспрессии гена барстара в эукариотических системахпоказано, что указанные конструкции эффективно экспрессируются в различных эукариотических системах.

2. Выведена формула подсчета количества экспрессированного in vivo химерного белка в присутствии антител к видоспецифичным детерминантам.

3. При введении генов методом баллистической трансфекции определены условия экспрессии генов химерного IgE в различных тканях и органах мышей in vivo — с точки зрения иммунного ответа на ксеногенные детерминанты экспрессирующихся генов и возможности проведения ДНК-иммунизации.

4. На примере экспрессии генов химерного IgE, трансфицированных в различные ткани и органы мышей (введение методом баллистической трансфекции), оценены возможности ДНК-иммунизации, а также установлено, что иммунный ответ на ксеногенные детерминанты не зависит ни от типа ткани, в которой экспрессировался чужеродный ген, ни от его количества.

Показать весь текст

Список литературы

Биологический энциклопедический словарь Под ред МС Гилярова М: «Советская Экциклопедия», 1989
Sutton В.J., Gould H.J. The human IgE network, Nature, 1999, V.366, p.421−428
Vernersson M. The rise and fall of IgE, Uppsala University, 2002
Chang T.W. Developing antibodies for targeting immunoglobulin and membrane-bound immunoglobulin E, Allergy Asthma Proc, 2006, V.27, #2 (Suppl 1): 7−14
Blank U., Jouvin M.H., Guerin-Marchand C., Kinet J.P. The high-affinity IgE receptor: lessons from structural analysis, Med Sci, 2003, V.19, #1, p. 63−9
Roitt I., Essential Immunology, 6th edition, 1997
Mills PK, Beeson WL, Fraser GE, Philips RL Allergy and cancer: organ site-specific results from Adventist health study Am. J. Epidemiol. 1992 136: 287−295
Szczeklik A, Jawien J, Stadler BM, Radwan J, Piwowarska W, Dziatkowiak A Possible relationship between IL-6 and response of IgE to surgical trauma Ann. NY Acad. Sci. 1995 762:477−479
Szczeklik A., Jawien J. IgE in acute phase response to surgical stress, Clin Exp Allergy, 1996, V.26, p.303−307lO.Szczeklik A., Jawien J. Possible role of IgE in acute-phase response, Allergy, 1997, V.52, p. l 149−1150
Kapmen G.T., Poulsen L.K., Nielsen H.J., Schulze S., Petersen L.J. IgE levels in surgery: effect of ranitidine and prednisolone, Allergy, 1999, V.54, p. l 71−176
Navarro-Zorraquino M., Lozano R., Deus J., Pastor C., Larrad L., Tejero E., Roman J., Palacios M.J., Torcal J., Salinas J.C. Determination of the IgE postoperative variation as a measure of surgical injury, World J Surg, 2001, V.25, p.585−591
Smith J.K., Krishnaswamy G.H., Dykes R., Reynolds S., Berk S.L. Clinical manifestations of IgE hypogammaglobulinemia, Ann Allergy Asthma Immunol, 1997, V.78, p.313−318
Schoettler J.J., Schleissner L.A., Heiner D.C. Familial IgE deficiency associated with sinopulmonary disease, Chest, 1989, V.96, p.516−521
Levy D.A., Chen J. Healthy IgE-deficient person, N Engl J Med, 1970, V.283, p.541
Wesrman S., Gustavsson S., Heyman B. Early explanation of secondary B cells after primary immunization with antigen complexed with IgE, Scand J Immunol, 1997, V.46, p. 10−15
Heyman B. Regulation of antibody responses via antibodies, complement, and Fc receptors, Annu Rev Immunol, 2000, V.18, p.709−737
Gould H., Br Med Bui, 2000, V.56, p.908−924
Nowak-Wegrzyn A., Sampson H.A. Food allergy therapy, Immunol Allergy Clin North Am, 2004, V.24, #4, p.705−725
Oettgen H.S., Geha R.S. IgE regulation and roles in asthma pathogenesis, J Allergy Clin Immunol, 2001, V.107, #3, p.429−441
Yamaguchi M., Sayama K., Yano K., Lantz C., Noben-Trauth N. et al J Immunol, 1999, V.162, #9, p.5455−5465
Mills P.K., Beeson W.L., Fraser G.E., Phillips R.L. Allergy and cancer: organ site-specific results from the Adventist Health Study, Am J Epidemiol, 1992, V.136, #3, p.287−295
Gould H.J., Sutton B.J., Beavil A.J., Beavil R.L., McCloskey N., Coker H.A., Fear D., Smurthwaite L. The biology of IGE and the basis of allergic disease, Annu Rev Im, 2003, V.21, p.579−628
Fisherman E.W. Does the allergic diathesis influence malignancy?, J Allergy, 1960, V.31, p.74−78
Mackay W.D. The incidence of allergic disorder and cancer, Br J Cancer, 1966, V.20, p.434−437
Ure D.M.J. Negative association between allergy and cancer, Scot Med J, 1969, V.14, p.51−54
McK.ee W.D., Arnold C.A., Perlman M.D. A double-blind study of the comparative incidence of malignancy and allergy, J Allergy, 1967, V.39, p.294−301
Meers P.D., Allergy and Cancer, Lancet, 1973, V. l, p.884−885
Vena J.E., Bona J.R., Byers T.E., Middleton E. Jr, Swanson M.K., Graham S. Allergy-related diseases and cancer: an inverse association, Am J Epidemiol, 1985, V.122, #1, p.66−74
Wang H., Rothenbacher D., Low M., Stegmaier C., Brenner H., Diepgen T.L. Atopic diseases, immunoglobulin E and risk of cancer of the prostate, breast, lung and colorectum, Int J Cancer, 2006, V. l 19, #3, p.695−701
Gould H.J., Mackay G.A., Karagiannis S.N., O’Toole C.M., Marsh P.J., Daniel B.E., Coney L.R., Zurawski V.R. Jr., Joseph M., Capron M., Gilbert
M., Murphy G.F., Korngold R. Comparison of IgE and IgG antibody-dependent cytotoxicity in vitro and in a SCID mouse xenograft model of ovarian carcinoma, Eur J Immunol, 1999, V.29, #11, p.3527−3537
Nagy E., Berczi I., Sehon A.H. Growth inhibition of murine mammary carcinoma by monoclonal IgE antibodies specific for the mammary tumor virus, Cancer Immunol Immunother, 1991, V.34, p.63−69
MacGlashan D.W.Jr, Mckenzie-White J., Chichester K., Bochner B.S., Davis F.M., Schroeder J.T., Lichtenstein L.M. In vitro regulation of FcsRIa expression on human basophils by IgE antibody, Blood, 1988, V.91, p. 16 331 634
Gould H.J., Mackay G.A. et a! Eur J Imm, 1999, V.29, p.3527−3537
Баранов B.C. «Соросовский образовательный журнал», 1999, № 3, с. 1−640.3еленин А.В., Кайгородов В. А., Прасолов B.C. Генотерапия сегодня изавтра, Мол биол, 1998, Т.32, № 2, с.219−228
Culver K.W. Gene therapy: a handbook for physicians, 1994
Molecular and Cell Biology of Human Gene Therapeutics, 1995
Gura T. Science, 1995, V.270, p.575−577
Siatskas C., Chan J., Field J., Murphy K., Nasa Z., Toh B.H., Alderuccio F. Gene therapy strategies towards immune tolerance to treat the autoimmune diseases, Curr Gene Ther, 2006, V.6, #1, p.45−58
Dzau V.J. Predicting the future of human gene therapy for cardiovascular diseases: what will the management of coronary artery disease be like in 2005 and 2010?, Am J Cardiol, 2003, V.92, p.32−35
LI S., Tokuyama T., Yamamoto J., Koide M., Yokota N., Namba H. Potent bystander effect in suicide gene therapy using neural stem cells transduced with herpes simplex virus thymidine kinase gene, Oncology, 2005, V.69, #6, p.503−508
Muller F.J., Snyder E.Y., Loring J.F. Gene therapy: can neural stem cells deliver?, Nat Rev Neurosci, 2006, V.7, #1, p.75−84
Yates F., Daley G.Q. Progress and prospects: gene transfer into embryonic stem cells, Gene Ther, 2006, V.13, #20, p.1431−1439
Kay M.A., Liu D., Hoogerbrugge P.M. Gene therapy, Proc Natl Acad Sci USA, 1997, V.94, #24, p.12 744−12 746
Roberts J.P. Transcription controls segmentation clock gene, Scientist, 2002, V.16, #20, p.45
Smith K.T., Shepherd A.J., Boyd J.E., Lees J.M., Gene Delivery Systems for Use in Gene Therapy: An Overview of Quality Assurance and Safety Issues, Gene Therapy, 1996, V.3, p. 190−200
Expert Reviews in Molecular Medicine, 1999, Cambridge University Press
Cavazzana-Calvo M., Hacein-Bey S., de Saint Basile G, et al. Gene therapy of human severe combined immunodeficiency (SCID)-Xl disease, Blood, 2000, V.96, p.590
Rosen F.S. Successful Gene Therapy for Severe Combined Immunodeficiency The New England Journal of Medicine, 2002, V.346, #16, p.1241−1243
Wade N, Patient Dies While Undergoing Gene Therapy, The New York Times, 1999, September 29
Koehler G., Milstein C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity, Nature, 1975, V.256, p.493−497
Jones P.T., Deat P.H., Foote J. Neuberger M.S., Winter G. Nature, 1986, V.321, p.522−525 b
Gura S. Therapeutic antibodies: Magic bullets hit the target, Nature, 2002, V.417, p.584 586
Wolff J. A., Malone R. W., Williams P., Chong W., AcSadi G., Jani A., Felgner P. L. Direct Gene Transfer into Mouse Muscle in Vivo, Science, 1990, V.247, #4949, p.1465−1468
Schreurs M.W., de Boer A.J., Figdor C.G., Adema G.J., Genetic vaccination against the melanocyte lineage-specific antigen gplOO induces cytotoxic T lymphocyte-mediated tumor protection, Cancer Res, 1998, V.58, #12, p.2509−2514
Taubes G. Science 1997 05 Dec V.278, 1711−1714
Donnelly J.J., Friedman A., Martinez D., Montgomery D.L., Shiver J.W., Motzel S.L., Ulmer J.B., Liu M.A. Preclinical efficacy of a prototype DNA vaccine: enhanced protection against antigenic drift in influenza virus, Nat Med, 1995, V. l, #6, p.583−587
Johnston S.A., Barry M.A. Vaccine, 1997, V.15, #8, p.808−809
Schuler K., Lu C., Chang H.D., Croft M., Zanetti M., Gerloni M.
Circumvention of MHC class II restriction by genetic immunization, Vaccine, 2001, V.20, #3−4, p.630−634
Фаворова O.O. Соросовский образовательный журнал, 1997, № 2, с.21−27
Culver K.W. Gene therapy: a handbook for physicians, NY: May Ann Liebert Inc Publ, 1994, p. l 17
Marr R.A., Hitt M., Muller W.J., Gauldie J., Graham F.L. Int J Oncol, 1998, V.12, #3, p.509−515
Лещинская И.Б. Соросовский образовательный журнал, 1996, № 1, с.32−39
Weisz В., David A.L., Gregory L.G., Perocheau D., Ruthe A., Waddington S.N., Themis M., Cook Т., Coutelle C., Rodeck C.H., Peebles D.M. Targeting the respiratory muscles of fetal sheep for prenatal gene therapy for
Duchenne muscular dystrophy, Am J Obstet Gynecol, 2005, V.193, #3, p. l 105−1109
Chuah M.K., Collen D., VandenDriessche T. Clinical gene transfer studies for hemophilia A, Semin Thromb Hemost, 2004, V.30, #2, p.249−256
Densmore C.L. Advances in noninvasive pulmonary gene therapy, Curr Drug Deliv, 2006, V.3, #1, p.55−63
Koehler D.R., Martin В., Corey M., Palmer D., Ng P., Tanswell A.K., Hu J. Readministration of helper-dependent adenovirus to mouse lung, Gene Ther, 2006, Jan 26 Epub ahead of print.
Malik P., Arumugam P.I. Gene Therapy for {beta}-Thalassemia, Hematology (Am Soc Hematol Educ Program), 2005, p.45−50
Bank A., Dorazio R., Leboulch P. A Phase I/II Clinical Trial of {beta}-Globin Gene Therapy for {beta}-Thalassemia, Ann NY Acad Sci, 2005, V.1054, p.308−316
Агол В.И. Соросовский образовательный журнал, 1997, № 4, с. 11−16
Агол В.И. Соросовский образовательный журнал 1997, № 9, с.27−31
Tang D., DeVit М., Johnston S.A. Nature, 1992, V.356, p. 152−154
Pertmer T.M., Eisenbraun M.D., McCabe D., Prayaga S.K., Fuller D.H., Haynes J.R. Vaccine, 1995, V.13, p.1427−1430
Barry M.A., Johnston S.A. Vaccine, 1997, V.15, p.788−791
Yang N-S., Sun W.H., McCabe D. Mol Med Today, 1996, V., p.476−481
Biewenga J.E., Destree O.H., Schrama L.H. J Neurosci Methods, 1997, V.71, p.67−75
Mahvi D.M., Sondel P.M., Yang N.S., Albertini M.R., Schiller J.H., Hank J., Heiner J., Gan J., Swain W., Logrono R. Hum Gene Ther, 1997, V.8, p.875−891
Mahvi D.M., Burkholder J.K., Turner J., Culp J., Malter J.S., Sondel P.M., Yang N.S. Hum Gene Ther, 1996, V.7, p. 1535−1543
Chen S.Y., Bagley J., Marasco W.A. Hum Gene Ther, 1994, V.5, p.595−601
Колесников B.A., Зеенина И. А., Семенова M.JI., Шафей Р., Зеленин А. В. Журн биол разв, 1995, Т.6, с.467−480
Xiong S., Gerloni M., Zanetti M. Proc Natl Acad Sei USA, 1997, V.94, p.6352−6357
Zelenin A.V., Kolesnikov V.A., Tarasenko O.A., Shafei R.A., Zelenina I.A., Mikhailov V.V. et al. FEBS Letters, 1997, V.414, p.319−322
Conry R.M., LoBuglio A.F., Kantor J., Schlom J., Loechel F., Moore S.E., Sumerel L.A., Barlow D.L., Abrams S., Curiel D.T. Cancer Res, 1994, V.54,p.l 164−1168
Davis H.L., Whalen R.G., Demeneix B.A. Hum Gene Ther, 1993, V.4, p.151−159
Raz E., Carson D.A., Parker S.E., Parr T.B., Abai A.M., Aichinger G., Gromkowski S.H., Singh M., Lew D., Yankauckas M.A., Baird S.M., Rhodes G.H. Proc Natl Acad Sei USA, 1994, V.91, p.9519−9523
Wang B., Ugen K., Srikantan V., Agadjanyan M., Dang K., Refaeli Y., Sato A., Boyer J., Williams W., Weiner D. Proc Natl Acad Sei USA, 1993, V.90,p.4156−4160
Huygen K., Content J., Denis O., Montgomery D.L., Yawman A.M., Deck R.R., DeWitt C.M., Orme I.M., Baldwin S., D’Souza C., Drowart A., 1. zes E., Vandenbussche P., Van Vooren J-P., Liu M.A., Ulmer J.B. Nat Med, 1996, V.2, p.893−898
Tascon R.E., Colston M.J., Ragno S., Stavropoulos E., Gregory D. Nat Med, 1996, V.2, p.888−892
Sedegah M., Hedstrom R., Hobart P., Hoffman S. L, Proc Natl Acad Sci USA, 1994, V.91, p.9866−9870
Doolan D.L., Sedegah M., Hedstrom R.C., Hobart P., Charoenvit Y., Hoffman S.L. J Exp Med, 1996, V.183, p. 1739−1746
Xu D., Liew F.Y. Protection against leishmaniasis by injection of DNA encoding a major surface glycoprotein, gp63, of L. major, Immunology, 1995, V.84, #2, p.173−176
Cooper M.J., Lippa M., Payne J.M., Hatzivassiliou G., Reifenberg E., Fayazi B., Perales J.C., Morrison L.J., Templeton D., Piekarz R.L., Tan J. Proc Natl Acad Sci USA, 1997, V.94, p.6450−6455
Shiraishi M, Kusano T, Hara J, Hiroyasu S, Shao-ping M, Makino Y, Muto Y Adenovirus-mediated gene transfer using in-situ perfusion of the liver graft, Transpl Int, 1997, V.10, #3, p.202−206
Newton D.L., Ryback S.M. Antibody targeted therapeutics for lymphoma: new focus on the CD22 antigen and RNA, Expert Opin Biol Ther, 2001, V. 1, #6, p.995−1003
Glinka E.M., Edelweiss E.F., Sapozhnikov A.M., Deyev S.M. Gene 2005, in press
SchreiberG., Buckle A.M., FershtA.R. Structure, 1994, V.2, #10, p.945−951
Deyev S.M., Yazynin S.A., Kuznetsov D.A., Jukovich M., Hartley R.W. Ribonuclease-charged vector for facile direct cloning with positive selection, Mol Gen Genet, 1998, V.259, #4, p.379−382
Jucovic M., Hartley R.W. Protein-protein interaction: a genetic selection for compensating mutations at the barnase-barstar interface, Proc Natl Acad Sci USA, 1996, V.93, #6, p.2343−2347
Jucovic M., Hartley R.W. In vivo system for the detection of low level activity barnase mutants, Protein Eng, 1995, V.8, #5, p.497−499
Kershaw M.H. et al Oncol Res, 1998, V.10, #3, 133−142
Gould H.J., Mackay G.A. et al Eur J 1 mm, 1999, V.29, p.3527−3537
Sutton B.J., Gould HJ. The human IgE network, Nature, 1999, V.366, p.421−428
Reali E. et al Cancer Res, 2001, V.61, #14, p.5517−5522
Gould H.J. et al Annu Rev Im, 2003, V.21, p. 579−628
Kamiya T., Sugio S., Yamanouchi K., Kagitani Y. Secretion of active Fc fragments of immunoglobulin E directed by the yeast invertase signal sequence in mammalian cells, J Exp Med, 1996, V.180, #4, p.297−308
Nechansky A., Ruf C., Pursch E., Wasserbauer E., Stampfli M.R., Pachlopnik J.M., Stadler B.M., Kricek F. Interaction of human IgE with Fc epsilon RI alpha exposes hidden epitopes on IgE, Int Arch Allergy Immunol, 1999, V.120, #4, p.295−302
Радько Б.В. Автореферат диссертации на соискание научной степени канд. биол. наук. М.: ИМБ, 1998
Прасолов B.C., Чумаков П. М. Мол биол, 1988, Т.22, с. 1678−1687
Zelenin A.V., Alimov A.A., Titomirov A.V., Kazansky A.V., Gorodetsky S.I., Kolenikov V.A. FEBS Lett, 1991, V.280, p.94−96
Колесников В.А., Зеленина И. А., Семенова M.JI., Шафей Р., Зеленин А. В. Онтогенез, 1995, Т.26, с.467−480
Кэтти Д., Райкундалия Ч. Антитела. Методы. Под ред. Д.Кэтти. М: Мир 1991 с 73
Barsky V., Perov A., Tokalov S., et al J Biomol Screen, 2002, V, 7, p.247−257
Barry M.A., Johnston S.A. Biological features of genetic immunization, Vaccine, 1997, V.15, #8, p.788−791
Yang N-S., Sun W.H., McCabe D. Mol Med Today, 1996, p.476−481
Deyev S.M., Lieber A., Radko B.V., Polanovsky O.L. Appl Biochem Biotechnol, 1994, V.47, #2−3, p.143−155
Biewenga J.E., Destree O.H., Schrama L.H. J Neurosci Methods, 1997, V.71, p.67−75
Колесников В.А., Зеленина И. А., Семенова М. Л., Шафей Р., Зеленин А. В. Онтогенез, 1995, Т.6, с.467−480
Sundaram P., Xiao W., Brandsma K.L. Nucl Acids Research, 1996, V.24, p.1375−1377
Yang N-S., Sun W.H., McCabe D. Mol Med Today, 1996, V. p.476−481
Mahvi D.M., Sondel P.M., Yang N.S., Albertini M.R., Schiller J.H., Hank J., Heiner J., Gan J., Swain W., Logrono R. Hum Gene Ther, 1997, V.8, p.875−891
Pertmer T.M., Eisenbraun M.D., McCabe D., Prayaga S.K., Fuller D.H., Haynes J.R. Vaccine, 1995, V.13, p. l427−1430

Заполнить форму текущей работой