SỞ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ NGHIÊN CỨU TẠO PEPTIDE TAT-HA2 DUNG HỢP VỚI PROTEIN VP3 CỦA VIRUS THIẾU MÁU GÀ (Chicken Anemia Virus) HƯỚNG ĐẾN TRỊ LIỆU KHỐI U Đơn vị chủ trì đề tài: Phòng CNSH Động vật Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Trọng Bình Cán bộ tham gia: TS. Trịnh Như Thùy ThS. Bùi Quốc Thắng ThS.
Nguyễn Thị Thanh Giang ThS. Nguyễn Thị Nhật Uyên CN. Phan Ngọc Uyên Phương Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2018 MỤC LỤC MỤC LỤC.
i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. iii DANH MỤC HÌNH. iv DANH MỤC BẢNG BIỂU. THÔNG TIN CHUNG.
NỘI DUNG KHOA HỌC. Tính cấp thiết của đề tài. Ý nghĩa và tính mới về khoa học và thực tiễn. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.
Tình hình bệnh ung thư trên thế giới và ở Việt Nam .Trên thế giới. Các phương pháp trị liệu ung thư. Điều trị phẫu thuật. Điều trị tia xạ.
Điều trị hoá chất. Điều trị nội tiết. Điều trị miễn dịch. Sơ lược về protein apoptin của virus thiếu máu ở gà (CAV).
Cấu trúc apoptin và chức năng. Hoạt động của protein apoptin trong tế bào. Sự định vị apoptin ở tế bào bình thường và tế bào khối u. Cơ chế của sự chết tế bào theo chương trình cảm ứng bởi apoptin.
Sự phosphoryl hóa của apoptin đặc hiệu cho tế bào khối u. Tiềm năng của peptide TAT-HA2. VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Thiết bị, dụng cụ.
Phương pháp. Nhân dòng gene mã hóa protein dung hợp apoptin, TAT-apoptin, TAT-HA2-apoptin và TAT-HA2-EGFP. Biểu hiện, tinh sạch và phát hiện các protein dung hợp apoptin, TAT-apoptin, TAT- HA2-apoptin và TAT-HA2-EGFP. Định vị protein trong tế bào.
Đánh giá khả năng sống của tế bào ung thư phổi A549 khi xử lý protein dung hợp. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN. Nhân dòng gene mã hoá protein dung hợp apoptin, TAT-apoptin, TAT-HA2-apoptin và TAT-HA2-EGFP. Biểu hiện, tinh sạch và phát hiện protein dung hợp apoptin, TAT-apoptin, TAT-HA2- apoptin và TAT-HA2-EGFP.
Định vị protein trong tế bào. Đánh giá khả năng sống của tế bào ung thư phổi A549 sau khi xử lý protein dung hợp. ĐÁNH GIÁ CHUNG. SẢN PHẨM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 57 ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT APC1 Anaphase-promoting complex subunit 1 CAV Chicken Anemia Virus DAPI 4',6-diamidino-2-phenylindole DMEM Dulbecco's Modified Eagle's Medium DNA Deoxyribonucleic acid E. coli Escherichia coli ER Endoplasmic reticulum FADD Fas associated via death domain HAMLET Human Alpha-lactalbumin Made Lethal to Tumor cells HIV Human immunodeficiency virus IPTG Isopropyl ß-D-1-thiogalactopyranoside MBP Mannose-binding protein MTT 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide NES Nuclear export signal NLS Nuclear localization signal PBS Phosphate-buffered saline PCR Polymerase chain reaction PML Progressive multifocal leukoencephalopathy PKTC Proteins killing tumors cells PUMA p53 upregulated modulator of apoptosis TAT Trans-acting activator of transcription TRAIL TNF-related apoptosis-inducing ligand iii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2. Đa dạng trị liệu được dùng cho đến bây giờ kết hợp apoptin với những trị liệu khác.
Cấu trúc trình tự của apoptin. Mô hình kích hoạt apoptin trong tế bào khối u và tế bào bình thường. Mô hình thể hiện sự hoạt động của apoptin trong tế bào khối u. Điện di sản phẩm PCR của gene apoptin (VP3), TAT-apoptin, TAT- HA2-apoptin và EGFP.
Điện di sản phẩm cắt của vector pET28a mang gene mục tiêu: apoptin, TAT-apoptin, TAT-HA2-apoptin và TAT-HA2-EGFP (A và B). Điện di SDS-PAGE của protein biểu hiện trước khi hòa tan urea (A) và sau khi hòa tan urea (B). Kết quả điện di SDS-PAGE sản phẩm tinh sạch (A) và sắc ký đồ tinh sạch protein Apoptin với gel Ni Sepharose High Performance (B). Kết quả điện di SDS-PAGE sản phẩm tinh sạch (A) và sắc ký đồ tinh sạch protein TAT-Apoptin với gel Ni Sepharose High Performance (B).
Kết quả điện di SDS-PAGE sản phẩm tinh sạch (A) và sắc ký đồ tinh sạch protein TAT-HA2-Apoptin với gel Ni Sepharose High Performance (B). Kết quả điện di SDS-PAGE sản phẩm tinh sạch (A) và sắc ký đồ tinh sạch protein TAT-HA2-EGFP với gel Ni Sepharose High Performance (B). Đồ thị thể hiện độ tinh sạch của từng protein ở các phân đoạn. Phát hiện protein dung hợp bằng Western Blotting với kháng thể chuột đơn dòng chống His (A) và kháng thể chuột đa dòng chống Apoptin (B).
Định vị protein trong tế bào sau xử lý protein dung hợp 4h. Định vị protein trong tế bào sau xử lý protein dung hợp 12h. Định vị protein trong tế bào sau xử lý protein dung hợp 24h. Biểu đồ khả năng sống của tế bào ung thử phổi A549 sau xử lý protein dung hợp 46 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.
Các khuynh hướng trị liệu bằng apoptin. Trình tự các mồi được thiết kế. Độ tinh sạch tính theo % của protein ở từng phân đoạn. 38 v TÓM TẮT Ung thư là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây bệnh tật và tử vong trên toàn thế giới và nghiên cứu điều trị ung thư vẫn đang nhận được sự quan tâm rất lớn.
Apoptin được biết đến với khả năng đặc biệt là gây chết các tế bào ung thư ở người, được mã hóa bởi gene VP3 có nguồn gốc từ virus thiếu máu gà (CAV). Tuy nhiên protein này khó xâm nhập vào trong tế bào. Protein apoptin được dung hợp với peptide TAT (trans-acting activator of transcription) làm tăng hiệu quả vận chuyển protein apoptin vào tế bào đích, nhưng nó bị giữ ở các bào quan làm giảm hiệu quả tiêu diệt tế bào khối u. Để làm tăng hiệu quả thoát khỏi bẫy của các bào quan, tăng hiệu quả tiêu diệt tế bào khối u, trình tự HA2 được kết hợp với TAT để giải quyết những nhược điểm trên.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành tạo dòng đoạn gene mã hóa protein apoptin, TAT-apoptin, TAT-HA2-apoptin, TAT- HA2-EGFP vào vector pET28a và biểu hiện protein dung hợp His-apoptin, His- TAT-apoptin, His-TAT-HA2-apoptin, His-TAT-HA2-EGFP trong Escherichia coli BL21 (DE3) (RIL), thu nhận protein sau khi cảm ứng bằng 0.2 mM IPTG ở 180C trong 16 h. Những protein dung hợp này được tinh sạch bằng cột sắc ký ái lực HisTrapTM HP. Protein trước và sau tinh sạch được phân tách khi chạy điện di SDS- PAGE và phát hiện chúng bằng nhuộm Coomassie Brillian Blue G-250 và kháng thể chuột đơn dòng chống 6Histag và kháng thể chuột đa dòng chống apoptin. Cuối cùng chúng tôi sử dụng phương pháp miễn dịch huỳnh quang (immunofluorescence) để kiểm tra sự định vị protein trong tế bào và khả năng gây apoptosis của các protein dung hợp đối với dòng tế bào ung thư.
Các kết quả có được cho thấy chúng tôi đã nhân dòng và biểu hiện thành công các protein dung hợp. Đặc biệt chúng tôi nhận thấy lượng protein TAT-HA2-Apoptin tăng gấp 2 lần so với TAT-Apoptin sau quá trình biểu hiện và tinh sạch. Sự định vị của các protein dung hợp trong dòng tế bào ung thư phổi A549 cũng cho thấy tiềm năng của trình tự TAT-HA2 khi nó đóng vai trò hỗ trợ cho sự vận chuyển protein apoptin vào trong nhân. Thêm vào đó, bằng thí nghiệm MTT cho thấy TAT-HA2-apoptin có vi hiệu quả gây chết tế bào ung thư phổi A549 sau 72h xử lý.
Điều này cho thấy TAT- HA2-apoptin có triển vọng sử dụng như protein dược liệu để ức chế khối u. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài: Nghiên cứu tạo peptide TAT-HA2 dung hợp với protein VP3 của virus thiếu máu gà (Chicken Anemia Virus) hướng đến trị liệu khối u (Mã số: DV01/16-17) 2. Đơn vị chủ trì: Phòng CNSH Động vật 3.
Đơn vị phối hợp chính: 4. Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Trọng Bình 5. Cán bộ tham gia thực hiện: - Thành viên (TS.
Trịnh Như Thùy, ThS. Bùi Quốc Thắng và CN. Phan Ngọc Uyên Phương) - Kỹ thuật viên (ThS. Nguyễn Thị Thanh Giang, ThS.
Nguyễn Thị Nhật Uyên) 6. Thời gian thực hiện: … tháng (Từ tháng 01/2016 đến tháng 12 /2017 ) 7. Kinh phí: - Tổng dự toán: 800.000 VNĐ - Kinh phí đã sử dụng: 791. Mục tiêu đề tài: Mục tiêu tổng quát: Tạo protein dung hợp dùng trong điều trị khối u Mục tiêu cụ thể: So sánh hiệu quả ức chế khối u của TAT-HA2-apoptin với TAT- apoptin 9.
Các nội dung công việc đã thực hiện so với đăng ký Thời gian (bắt STT Nội dung đăng ký Kết quả thực hiện Đánh giá đầu – kết thúc) 1 - Nhân dòng, biểu Tháng 2/2016- - Đã nhân dòng gene Đạt hiện, tinh sạch và 10/2016 mã hóa protein dung phát hiện protein hợp His-apoptin, His- dung hợp His- TAT-apoptin, His- apoptin, His-TAT- TAT- HA2-apoptin và apoptin và His-TAT- His-TAT- HA2-EGFP HA2-apoptin - Đã biểu hiện các protein dung hợp His- apoptin, His-TAT- apoptin, His-TAT- 1 HA2-apoptin và His- TAT- HA2-EGFP - Đã tinh sạch protein dung hợp His-apoptin, His-TAT-apoptin, His-TAT- HA2- apoptin và His-TAT- HA2-EGFP (độ tinh sạch >90%) 2 - Đánh giá hiệu quả Tháng - Đã xác định được Đạt gây chết tế bào ung 11/2016- khả năng xâm nhập thư của protein dung 11/2017 vào bên trong của hợp apoptin, TAT- dòng tế bào ung thư apoptin và TAT- phổi A549 và định vị HA2-apoptin trong in của những protein vitro dung hợp này. - Bước đầu đánh giá khả năng gây chết của những protein dung hợp này trên dòng tế bào ung thư phổi A549 PHẦN 2. NỘI DUNG KHOA HỌC I. Tính cấp thiết của đề tài Ung thư có thể được coi như một căn bệnh mà trong đó một nhóm các tế bào bất thường tăng sinh không kiểm soát bằng cách vượt ra khỏi các quy tắc sự phân chia tế bào thông thường [20], và sau đó có thể xâm nhập vào các bộ phận liền kề của cơ thể và lây lan đến các cơ quan khác (di căn).
Hiện nay có khoảng 200 loại bệnh ung thư. Ung thư là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây bệnh tật và tử vong trên toàn thế giới, với khoảng 14 triệu trường hợp mới và 8,2 triệu ca tử vong liên quan đến bệnh ung thư vào năm 2012 [8]. Số lượng các trường hợp mới được dự kiến sẽ tăng khoảng 70% trong 2 thập kỷ tới. Tỷ lệ mắc và tử vong do ung thư được dự báo sẽ tăng trong vài thập kỷ tới ở tất cả các khu vực của thế giới, nhưng tăng nhanh hơn ở các nước thu nhập thấp [53].
WHO ước tính rằng từ năm 2008 đến 2 năm 2030, tỉ lệ gia tăng trong các trường hợp ung thư mới sẽ có 82 % ở các nước thu nhập thấp và 70 % ở các nước thu nhập trung bình thấp, so với 58 % ở các nước có thu nhập trên trung bình và 40 % trong nước thu nhập cao [3]. Bệnh ung thư đã được phát hiện từ lâu trên thế giới, được đầu tư nhiều công sức nghiên cứu nhưng kết quả mang lại vẫn chưa thực sự hiệu quả.