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胰岛素样生长因子-1(Insulin-Like Growth Factor-1,IGF-1),是由70个氨基酸残基构成的单链多肽,作为一种主要由肝脏细胞合成和分泌的重要生长刺激因子,在人体多种细胞中广泛存在并发挥着重要的生理作用。IGF-1在胰岛素样生长因子受体1(IGF-1R)和胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP)的介导下,通过自分泌、旁分泌和内分泌的方式作用于靶器官,调控细胞的生物行为。大量研究表明,IGF-1及其受体IGF-1R在乳腺癌、子宫癌、前列腺癌、非小细胞肺癌等多种恶性肿瘤中呈现出高水平表达。一旦IGF-1与IGF-1R结合,随之诱导IGF-1R自身的特定酪氨酸残基的磷酸化,这些磷酸化的酪氨酸与适配体分子Shc和胰岛素受体底物-1结合,导致磷酸肌醇3-激酶和促丝裂原活化蛋白激酶级联信号通路的激活,从而促进肿瘤细胞的增殖、迁移等行为。因此,IGF-1是癌症治疗的靶标之一。近年来,一些以IGF-1的受体IGF-1R为靶点的靶向治疗药物已经被开发出来,包括针对IGF-IR的siRNA和单克隆抗体,以及抑制受体酶活性的激酶抑制剂等。这些研究提供了一种新的思路,即设计一种IGF-1突变体,该突变体作为IGF-1的竞争性抑制剂,可与IGF-1竞争地结合受体IGF-1R,从而可以在不影响其他生物行为的情况下,调控肿瘤细胞的某些生物行为。本课题中,我们通过分析整理已有的文献研究,分析出可能影响IGF-1、受体IGF-1R以及整合素αvβ3和结合蛋白IGFBP结合的重要位点。将这些位点突变,设计出了一种突变型IGF-1,研究了该突变型IGF-1对人肝癌细胞Hep.G2增殖和迁移的影响;此外我们研究了该重组蛋白的诱导表达并对其工艺进行了优化,该研究可以为突变型IGF-1的应用开发提供实验基础。本论文的主要研究内容及结论如下:(1)利用点突变PCR技术和重叠PCR技术对IGF-1基因进行了点突变,成功构建了野生型IGF-1和突变型IGF-1真核表达质粒。(2)应用非脂质介导质粒转基因的方法,将重组质粒转染到人肝癌细胞Hep.G2,通过观察载体上的绿色荧光蛋白的表达和ELISA检测目的蛋白的表达证实转染成功,用MTT法检测Hep.G2细胞增殖情况,用流式细胞术检测了Hep.G2细胞周期的变化,细胞划痕实验检测Hep.G2细胞迁移情况,同时检测了Hep.G2细胞中MMP9和VEGF的表达。结果表明,重组质粒成功转入Hep.G2细胞且目的蛋白成功表达,IGF-1突变型不会促进Hep.G2细胞的增殖,且与细胞周期的变化没有明显的相关性;对Hep.G2细胞的迁移有明显的抑制作用,同时Hep.G2细胞中VEGF的表达下调。(4)将突变型pET-28a-IGF-1重组质粒转入到表达菌株E.coli BL21(DE3)中,利用IPTG诱导表达目的蛋白,并对诱导条件进行了优化,即诱导温度为37℃,诱导时间为6 h,IPTG诱导终浓度为0.6 mM,并用亲和层析法纯化出目的蛋白。