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噬菌体抗体库技术的发展及未来
噬菌体表面展示技术是近年发展起来的,将外源蛋白基因与噬菌体表面特定蛋白基因在其表面融合表达的新技术.应用PCR技术从生物体内扩增出整套抗体轻、重链可变区基因,克隆到λ噬菌体表达系统,构建噬菌体抗体库,通过抗原亲和吸附-洗脱-增殖,从中筛选富集多种目的克隆,制备相应单克隆抗体.
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T4噬菌体表面展示技术的研究进展
噬菌体表面展示技术(phage display)是由Smith于1985年首先建立起来的一种新的生物技术[1],它能将表达的外源多肽或蛋白以融合蛋白的形式展示在噬菌体的表面,保持相对独立的空间构象和原有的生物活性[2].常用的噬菌体表面展示系统主要有丝状噬菌体、λ噬菌体及T4噬菌体展示系统等.虽然它们都具有噬菌体展示系统的优点,但对于丝状噬菌体来说,它不能展示那些难以分泌的肽和蛋白质,而且它的N端可融合外源多肽的容量有限,较大蛋白的融合会造成空间障碍,影响噬菌体的装配,使其失去感染力.而对于λ噬菌体,大分子蛋白的融合会抑制噬菌体的组装,使其生长受到影响,因此这两种噬菌体更适用于构建短肽库和cDNA表达文库[3],而不适于构建重组疫苗和表达分子量大具有完整结构域的蛋白质[4,5].
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T7 cDNA噬菌体展示文库筛选乙型肝炎病毒前S2蛋白结合蛋白
目的 以乙型肝炎病毒前S2蛋白(HBV Pre-S2)为靶蛋白,寻找该蛋白相应的结合蛋白.方法 应用噬菌体表面展示技术,以纯化的HBV前S2蛋白为固相筛选蛋白,用正常人肝细胞的噬菌体T7 cDNA文库进行5轮生物筛选,经噬斑PCR,对筛选克隆进行DNA序列分析,将推断的氨基酸序列在蛋白质库中进行搜索,自GenBank中获得与HBV Pre-S2有结合作用蛋白的cDNA和基因组的全长序列,并用ELISA验证筛选的结合蛋白.结果 噬菌体经过5轮生物富集后,将随机筛选的200个噬斑裂解液做PCR,得到120个插入片段长短不一的克隆,ELISA证实获得43个阳性克隆.将其PCR产物序列测定后进行同源搜索,初步确定30个人体肝脏中固有的与乙型肝炎病毒前S2蛋白结合的蛋白,其中含细胞色素P450Ⅰ类A型亚基克隆2个、3个PI-3激酶相关激酶SMG-1同类蛋白、2个细胞生长抑制蛋白42,1个膜联蛋白A11转录变异体、3个转录激活因子5、2个α酸性糖蛋白、5个未知功能蛋白等.结论 应用T7 cDNA噬菌体表面展示技术和生物信息学方法筛选并验证了HBV Pre-S2蛋白结合蛋白,为进一步研究Pre-S2蛋白的生物学功能提供新了思路.
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噬菌体展示技术筛选HBV前-前-S抗原基因启动子结合蛋白基因
目的:筛选乙型肝炎病毒(HBV)前-前-S抗原基因启动子的结合蛋白.方法:应用噬菌体表面展示技术,以HBV前-前-S抗原基因启动子的聚合酶链反应产物作为固相筛选分子,对噬菌体人肝细胞cDNA文库进行4轮"黏附-洗脱-扩增"的筛选过程,经噬斑的PCR扩增后,构建克隆载体,并对所筛选克隆进行DNA测序和生物信息学分析.结果:噬菌体经富集后,从随机筛选的43个克隆中得到20个与HBV前-前-S抗原基因启动子特异结合的阳性克隆,包括人类SMG-1的磷脂酰肌醇3相关激酶激酶、28S核糖体、单倍型As2A线粒体、组氨酰-tRNA合成酶、脂肪醛脱氢酶、桥粒相关蛋白、MAX相互作用蛋白1等17个已知功能基因及3个未知功能基因.结论:用噬菌体人肝细胞cDNA文库筛选得到HBV前-前-S抗原基因启动子的结合蛋白基因,为进一步研究HBV发病机制创造了新的途径.
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噬菌体表面展示技术筛选隐源性肝炎血清蛋白结合蛋白
目的:通过筛选隐源性肝炎血清蛋白结合蛋白,为隐源性肝炎的发病机制研究探索新途径.方法:应用噬菌体表面展示技术,将隐源性肝炎患者血清作为固相筛选蛋白,用噬菌体正常人肝细胞T7 cDNA文库进行5轮生物筛选,经噬斑PCR,对筛选克隆进行DNA序列分析,将推断的氨基酸序列在蛋白质库中进行搜索,自GenBank中获得结合蛋白的cDNA和基因组的全长序列,然后再探讨该蛋白在隐源性肝炎发病机制中的作用.结果:噬菌体经过5轮生物富集后,从随机筛选的60个克隆中得到24个阳性克隆,经序列测定后进行同源搜索,初步确定人类HCV NS5A转化调节蛋白13(NS5ATPl3)为人体肝脏中固有的与隐源性肝炎血清蛋白结合的蛋白.结论:应用T7 cDNA噬菌体表面展示技术,我们发现隐源性肝炎血清蛋白与人类肝细胞HCV NS5A转化调节蛋白13相互作用,在隐源性肝炎发生及抗病毒治疗有重要意义.
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噬菌体表面展示技术筛选HCBP6人源单链可变区抗体
目的:制备丙型肝炎病毒(HCV)核心蛋白的肝细胞结合蛋白6(HCBP6)的特异性人源化单链可变区抗体(scFv).方法:采用噬菌体表面展示技术,将生物合成的应用酵母双杂交技术筛选得到的HCV核心蛋白的肝细胞结合蛋白6(HCBP6)16肽固相包被于Nunc板,从噬菌体单链可变区抗体库中经过5轮"黏附-洗脱-扩增"筛选过程,随机挑选出48个克隆,利用酶联免疫黏附法(ELISA)、交叉反应和竞争抑制实验,对其进行免疫学检测,获得与HCBP6结合活性较强的单链可变区抗体片段的阳性克隆,并对HCBP6特异性scFv的编码序列进行序列测定分析.结果:对噬菌体单链可变区抗体库经过5轮"黏附-洗脱-扩增"的筛选后,结合到包被平皿的噬菌体与第一轮相比,富集了162倍.用酶联免疫黏附法测定第5轮筛选后上清液中含有的噬菌体抗体与HCBP6结合活性.其中有30株克隆ELISA的吸光度(A450 nm)值较高(P8 nm 0.77,P240.714,P26 0.728,P29 0.723,P38 0.803,P39 0.762,P43 0.747等).对这些噬菌体抗体进行与牛血清白蛋白(BSA)的交叉反应后,确定其中有7株交叉反应较弱(P80.145,P24 0.119,P26 0.17,P29 0.186,P38 0.118,P39 0.138,P43 0.178),结合2次ELISA重复实验的A值及竞争抑制实验结果,后确定1株(P24)阳性克隆.提取质粒,SfiI/NotI双酶切后,将片段亚克隆到pCANTAB5E载体,进行DNA序列测定,DNA大小为771 bp,符合人源化单链可变区抗体典型的骨架区(FR)及互补决定区(CDR)的序列结构.结论:用噬菌体抗体库技术能够成功地获得HCBP6的scFv.
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乙肝病毒核心抗原单链抗体细胞内免疫抗乙肝病毒基因治疗研究
目的:研究乙型肝炎病毒核心抗原(HBcAg)人源单链抗体(ScFv)细胞内免疫抗乙型肝炎病毒(HBV)基因治疗的作用.方法:用噬菌体表面展示技术筛选特异性的HBcAg人源可变区单链抗体,聚合酶链反应(PCR)法和基因重组技术体外扩增HBcAg单链抗体基因,并构建表达HBcAgScFv基因的重组逆转录病毒载体pLXSN-HBcAg,转染PA317细胞,逆转录PCR(RT-PCR)方法验证细胞培养液上清分泌的假病毒颗粒中HBcAg ScFv的表达;将假病毒颗粒感染2.2.15细胞,酶联免疫吸附法(ELISA)检测其上清HBsAg和HBeAg,定量检测HBV DNA.结果:成功筛选出HBcAg ScFv,PCR扩增出750bp的全基因,构建HBcAg ScFv基因的逆转录病毒载体,转染PA317细胞,在上清中检测出含HBcAg ScFv假病毒颗粒的存在,上清感染2.2.15细胞后第3、5、7、14天,HBsAg、HBeAg逐渐下降,到14d时HBsAg已变为阴性,DNA定量检测无明显变化.结论:HBcAg ScFv能成功地在逆转录病毒载体中表达,并有抑制HBsAg、HBeAg表达的作用.
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应用噬菌体表面展示技术筛选丙型肝炎病毒NS5A抗原模拟表位
目的:筛选丙型肝炎病毒(HCV)非结构蛋白NS5A(HCVNS5-A)特异性噬菌体模拟表位,为抗HCV的疫苗研究探索新途径.方法:应用噬菌体表面展示技术,以抗-HCV NS5A的单克隆抗体作为固相筛选分子,对人工合成的噬菌体随机12肽库进行5轮"吸附-洗脱-扩增"的筛选过程,随机挑取30个克隆,经噬菌体酶联免疫吸附法(ELISA)鉴定并进行交叉反应实验以及竞争抑制性结合实验,后对所选克隆进行DNA序列分析,以确定HCV NS5A抗原的模拟表位.结果:经噬菌体富集后,从随机筛选的30个克隆中得到12个阳性克隆,确定氨基酸序列XXXPXXXLLRXX为HCV NS5A的模拟表位.结论:用噬菌体12肽库成功筛选得到HCV NS5A的模拟表位,为开展用HCV模拟表位探索HCV的防治研究创造了条件.
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丙型肝炎病毒包膜蛋白E2抗独特型人源单链可变区抗体的筛选与鉴定
目的:制备抗丙型肝炎病毒(HCV)包膜蛋白E2(E2)的抗独特型单链可变区抗体scFv(抗-Id scFv),为研制HCV E2的抗-Id scFv疫苗奠定基础.方法:采用噬菌体表面展示技术,将抗HCV E2单克隆抗体固相包被于Nunc板,从噬菌体单链可变区抗体库中经过5轮"黏附-洗脱-扩增"筛选过程,随机挑选出53个克隆,利用酶联免疫黏附法、交叉反应和竞争抑制实验,对其进行免疫学检测,获得与HCV E2单克隆抗体结合活性较强的抗独特型抗体单链可变区片段(抗-IdscFv)的阳性克隆,并对HCV E2特异性抗-Id scFv的编码序列进行序列测定分析.结果:对噬菌体单链可变区抗体库经过5轮"黏附-洗脱-扩增"的筛选后,结合到包被平皿的噬菌体与第一轮相比,富集了12倍.用酶联免疫黏附实验(ELISA)方法测定第五轮筛选后上清液中含有的抗-Id scFv与HCV E2单克隆抗体结合活性.其中有18株克隆ELISA的吸光度(A450 nm)值较高(E11 A450 nm 0.928,E14 A450 nm 1.152,E17 A450 nm 1.136,E28 A450 nm 1.163,E53 A450 nm0.965).对这些噬菌体抗体进行与牛血清白蛋白(BSA)的交叉反应后,确定其中有5株交叉反应较弱(E11 A450nm 0.044,E14 A450 nm 0.062,E17 A450 nm 0.166,E28 A450nm 0.012,E53 A450 nm 0.069),结合2次ELISA重复实验的A值及竞争抑制实验结果,后确定1株(E28)阳性克隆提取质粒,进行DNA序列测定,DNA大小为768bp.结论:用噬菌体抗体库技术能够成功地获得单抗HCV E2的抗-Id scFv,本实验结果为开展用抗-Id scFv防治丙型肝炎的研究创造了条件.
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丙型肝炎病毒包膜蛋白E2人源单链可变区抗体的筛选与鉴定
采用噬菌体表面展示技术,以重组的HCV结构蛋白E2为固相包被抗原,从半合成的噬菌体单链可变区抗体库中经过3轮"吸附-洗脱-扩增"筛选过程,获得抗原特异性和结合活性较强的HCV E2人源单链可变区抗体(ScFv)片段,片段为771bp,阳性克隆,对其进行免疫学检测,并对HCV E2特异性ScFv的编码基因序列进行测定分析.结果筛选得到的HCV E2 ScFv片段(771bp)具有结合HCVE2抗原的生物学活性和特异性.
关键词： 噬菌体表面展示技术 丙型肝炎病毒 包膜蛋白E2 亲和筛选 噬菌体单链可变区抗体 -
筛选肝细胞p53启动子结合蛋白的噬菌体表面展示技术
目的 筛选p53启动子结合蛋白,探讨p53对肝细胞调节的分子生物学机制.方法 应用噬菌体表面展示技术,以p53作为固相筛选分子,对噬菌体人肝细胞cDNA文库进行5轮"吸附-洗脱-扩增"过程,经噬斑的PCR扩增后,构建克隆载体,后对所筛选克隆进行DNA测序和生物信息学分析.结果 噬菌体经5轮富集后,成功构建了噬菌体p53展示文库,该文库包含与p53结合的肝细胞蛋白有17种.其中2个克隆编码未知功能蛋白;其余的克隆分别编码人α2HS糖蛋白(AHSG)、人D4、锌指蛋白家族2(DPF2)、凋亡反应锌指基因(REQ)、Ⅰ型纤溶酶原激活物抑制因子结合蛋白、氨基甲酰磷酸合成酶1、磷酸化酶激酶、酪氨酸氨基转移酶、酪蛋白激酶细胞周期素激酶、谷胱甘肽过氧化物酶、组蛋白结合蛋白3、跨膜蛋白2、血清黏蛋白2、有核红细胞白血病病毒癌基因2、毛细管扩张失调症突变基因,涉及到细胞发育和代谢、细胞外基质、细胞周期调控、信号转导、细胞凋亡以及原癌基因.结论 噬菌体表面展示技术成功筛选出了肝细胞p53启动子结合的多种类型和功能蛋白.
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人源性促甲状腺激素受体抗体Fab段抗体库的构建
目的 通过噬菌体表面展示技术,构建人源性促甲状腺激素受体抗体(TRAb)Fab片段抗体库.方法 从甲状腺功能亢进症患者外周血单个核细胞抽提总RNA,PCR法扩增免疫球蛋白分子轻链K、λ基因及重链Fd基因.构建轻链文库及组合文库.一个随机的组合文库在噬菌体表面表达.结果 从外周血单个核细胞中抽提得到总RNA,并反转录获得cDNA文库.PCR法扩增了大小约为680 bp的轻链K、λ基因及重链Fd基因,并构建了库容为1.32×105基因抗体库(轻链库)和库容为2.28×105 Fab抗体库(组合文库).Fab组合文库转化到大肠杆菌XL1-Blue感受态细胞,在辅助噬菌体M13K07的辅助下,扩增得到噬菌体抗体库.结论 噬菌体表面展示技术可成功构建人源性TRAb Fab片段组合文库.
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抗盐酸克伦特罗人源ScFv抗体筛选与鉴定
目的 筛选盐酸克伦特罗(CLB)人源单链可变区(ScFv)抗体,为研究快速检测试剂(盒)提供基础依据.方法 采用噬菌体表面展示技术,以CLB作为抗原,从噬菌体单链可变区抗体库中经过3轮"吸附-洗脱-扩增"筛选过程,随机挑选抗CLB的60个克隆,利用酶联免疫吸附法(ELISA)、交叉反应及竞争抑制实验,对其进行免疫学检测和鉴定,获得与CLB结合活性较强的ScFv阳性克隆,从噬菌体抗体阳性克隆中提取质粒,经酶切鉴定SfiⅠ/NotⅠ后,亚克隆到pCANTAB5E载体;转化大肠埃希菌XLI-Blue,提取质粒进行DNA序列测定;并对CLB ScFv的编码基因序列分析.结果 经过筛选60个克隆中有15株克隆ELISA的吸光度(A490nm)值较高,将这些噬菌体上清与牛血清白蛋白(BSA)进行交叉反应,确定有7株交叉反应较弱,结合3次ELISA重复实验的A值及竞争抑制实验结果,后确定1株阳性克隆.亚克隆到pCANTAB5E载体;转化大肠埃希菌XL1-Blue,提取质粒进行DNA序列测定;DNA为750 bp;经BLAST分析,此片段属于新抗体基因序列,GenBank注册号为:EU681272.结论 本实验用噬菌体抗体库技术能够初步获得抗CLB的ScFv抗体,为下一步其特异性亲和力的研究创造了条件.
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人源化抗体研制策略分析及应用研究
鼠源性单克隆抗体由于可引起免疫反应而逐渐被人源化抗体所替代,人源化抗体开辟了抗体治疗临床应用的新时代.本文介绍并比较分析了几种制备人源化抗体的策略和抗体表达系统,并对其临床应用进行了展望.
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人源性抗-HBc单链噬菌体抗体库的构建
目的构建人源性单链噬菌体抗体库,为筛选人源性抗-HBc单链抗体奠定基础.方法利用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和噬菌体表面展示技术,直接从乙肝病毒核心抗体(抗-HBc)阳性患者淋巴细胞中提取总RNA,逆转录成cDNA;合成全套人抗体可变区引物扩增抗体可变区基因,并将重、轻链可变区基因进行拼接装配成单链抗体(ScFv)基因,重组于噬菌粒载体pHEN1,转化抑制型大肠埃希菌E.coliTG1,以辅助噬菌体援救后,构建成人源性单链噬菌体库.结果成功地构建了人源性抗-HBc单链噬菌体库,库容量达106.结论利用RT-PCR和噬菌体表面展示技术可以成功构建人源性单链抗体库,并达到建库标准,可进一步从中筛选人源性单链抗体.
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T4噬菌体表面展示技术的研究及应用
噬菌体是一类病毒,1915年英国学者Twort发现的.原指细菌病毒,近年来发现真菌、藻类都有噬菌体.在所有的噬菌体中,T4噬菌体的基因组比较大,遗传结构复杂,它是1945年从一些噬菌体混合物中分离到的.T4噬菌体属于有尾噬菌体中A群A2亚群的典型成员,其基本形态结构是头长径约95nm,横径约65nm;尾是一个管状器官,长约95～125nm,直径13～20nm;由一个内径约2.5 nm中空的尾管或称尾髓及外面包着蛋白质的外鞘组成.
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噬菌体展示技术及其在抗体制备中应用的研究进展
本文对噬菌体展示抗体技术进行了系统性阐述，包括载体、蛋白融合、引物设计、构建方法、筛选技术等。并对其在抗体制备中的近年来的国内外新研究进展进行了综述，后对这一抗体制备技术进行了科学性展望。
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原因不明性肝炎血清蛋白结合蛋白的筛选和鉴定
目的 应用噬菌体表面展示技术寻找原因不明性肝炎血清蛋白成分在肝细胞表面的结合蛋白,探讨原因不明性肝炎发病机制.方法 将原因不明性肝炎患者血清蛋白作为固相筛选分子,对噬菌体正常人肝细胞T7 cDNA文库进行4轮生物筛选,经噬斑PCR测序,获得原因不明性肝炎血清蛋白结合蛋白的cDNA序列,将其在GenBank中搜索,比对可能与原因不明性肝炎血清蛋白相结合的蛋白.结果 筛选出已有功能研究的蛋白9个和未知功能蛋白3个.结论 发现了12种可能与原因不明性肝炎血清蛋白结合的肝细胞表面蛋白,为进一步研究原因不明性肝炎的发病机制提供基础.
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A型流感病毒核蛋白全套单链抗体库的构建
目的构建A型流感病毒核蛋白全套单链抗体库.方法利用全套噬菌体抗体表面展示技术,从A型流感病毒核蛋白免疫的BALB/c小鼠脾淋巴细胞中提取总RNA,利用抗体可变区PCR混合引物进行全套抗体重、轻链基因的扩增.经重叠延伸反应,在体外随机装配成单链抗体.将其克隆到噬菌粒载体PCANTAB5E中,电转化TG1细菌,以辅助噬菌体M13K07超感染噬菌体文库,构建全套ScFv抗体库.结果成功利用噬菌体表面展示技术,构建了A型流感病毒核蛋白全套单链抗体库,库容量达到8.2×107.结论构建全套A型流感病毒核蛋白全套单链抗体库,为利用亲和富集筛选技术,获得具有A型流感病毒核蛋白结合活性的完整重组噬菌体克隆奠定了基础.
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抗生物素化三聚氰胺人源单链可变区抗体筛选与鉴定
目的 筛选生物素化三聚氰胺人源单链可变区(scFv)抗体,为研究相关快速检测试剂盒创造条件.方法 本试验利用生物素化三聚氰胺为包被抗原,从半合成噬菌抗体库中筛选其特异性噬菌体抗体片段.即采用菌噬体表面展示技术,以链亲和素-生物素标记的三聚氰胺为固相包被靶抗原,把靶抗原包被在免疫平板上,加入噬菌体抗体库,则头部带有能与靶抗原特异性结合的抗体分子的噬菌体就被固定在免疫平板上,不能特异结合的噬菌体则被漂洗掉;将特异结合的噬菌体洗脱下来,侵染大肠杆菌,就可以得到含抗体基因的噬菌粒.结果 从半合成的菌噬体单链可变区抗体库中经过3轮“吸附-洗脱-扩增”筛选过程后,获得抗原特异性和结合性较强的生物素化三聚氰胺scFv片段.结论酶联免疫吸附试验等进行鉴定后,筛选得到了抗生物素化三聚氰胺的噬菌体抗体基因片段,为下一步亲和力鉴定、蛋白表达及开发相关检查试剂盒奠定了基础.
