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重組抗體表達及抗體多樣性形成機制

發表時(shí)間:2023-02-20 訪問次數:289
在應對(duì)複雜(zá)的生存環境過程中,人體免疫系統爲抵抗各種病原體入侵,會(huì)産生多樣化的抗原識别分子,特異性識别有選擇的消滅外(wài)來(lái)病原體(多神奇,機體自(zì)帶升級功能(néng),兵來(lái)将擋,水(shuǐ)來(lái)土掩)。在B細胞介導的體液免疫應答(dá)中,抗體基因需經曆一系列的程序性DNA斷裂、重排和(hé)突變等過程,從(cóng)而編碼抗原特異性的抗體分子。抗體類型轉換是抗體多樣化的重要一環。

因此重組抗體表達這(zhè)項技術的研發也(yě)是基于抗體研究領域的科學家對(duì)于抗體多樣性研究和(hé)理(lǐ)解的基礎上(shàng),而普健生物也(yě)經過多年的抗體表達實踐和(hé)對(duì)哺乳系統表達的優化,研發出一項高(gāo)效表達重組抗體的專有技術。可經過本文(wén)來(lái)了(le)解一下(xià)重組抗體表達技術以及抗體結構和(hé)抗體多樣性産生的機制。

 
 

重組抗體表達

普健生物自(zì)有的哺乳表達系統高(gāo)産量pATX系列載體及馴化293系列和(hé)CHO系列細胞,能(néng)實現(xiàn)全長抗體以及多種形式的重組抗體片段的高(gāo)效分泌表達;無需免疫和(hé)篩選,直接利用(yòng)抗體基因序列即可實現(xiàn)重組抗體的高(gāo)産和(hé)可重複生産。

諸多表達優勢

1. 抗體藥物研發專家和(hé)技術團隊,提供個性化抗體發現(xiàn)整體方案,重組抗體表達量高(gāo),采用(yòng)高(gāo)密度轉染,可實現(xiàn)瞬轉表達量幾百毫克每升,穩轉可優化到(dào)克級。

2. 抗體表達經驗豐富,已成功表達過多種形式的全長抗體(Human IgG, mouse IgG, human Ig A, IgM, IgE, mouse IgM,rabbit IgG 等)和(hé)抗體片段(scFv,Fab,tandem-scfv,VHH,Fc融合蛋白(bái),bi-specific antibody等)。

3. 一站(zhàn)式服務:擁有多種服務平台,在實現(xiàn)重組抗體設計(jì)表達和(hé)純化的同時(shí),進行抗體質控和(hé)活性驗證,并由經驗豐富的專家根據客戶需求進行人源化設計(jì)驗證。

4. 自(zì)主知(zhī)識産權的GS敲除系統細胞系,長期穩定表達,抗體質量更穩定。

5. 周期短,可提供2~3周急速交付重組抗體表達服務。

抗體的結構及多樣化過程

典型的抗體分子由重鏈和(hé)輕鏈組成,形成的免疫球蛋白(bái)結構域又可以分爲可變區(qū)和(hé)恒定區(qū),分别負責抗原的結合和(hé)下(xià)遊免疫反應的激活。

在B細胞發育早期階段,編碼可變區(qū)的V元件、J元件,以及重鏈可變區(qū)特有的D元件,可以通過核酸内切酶RAG起始的V(D)J重排進行組合和(hé)連接從(cóng)而形成可變區(qū)基因外(wài)顯子,所分泌的低(dī)親和(hé)力IgM抗體構成了(le)初始的抗體庫。在外(wài)周淋巴組織結構生發中心中,B細胞特異性DNA去氨酶AID能(néng)夠起始可變區(qū)高(gāo)頻突變和(hé)重鏈恒定區(qū)抗體類型轉換,從(cóng)而形成了(le)表達高(gāo)親和(hé)力不同抗體類型的抗體庫。 

典型的抗體分子和(hé)抗體多樣化過程

體類型轉換的分子機制

抗體類型轉換是抗體多樣化過程中的重要一步,其産生的不同類型抗體能(néng)夠激活不同的下(xià)遊免疫反應。

B細胞特異性DNA去氨酶AID起始了(le)這(zhè)一過程,産生的DNA斷裂則由細胞内DNA損傷修複系統進一步連接完成整個過程。遺傳學證據清晰地表明(míng),抗體類型轉換由兩步組成:第一步,AID介導的雙鏈DNA斷裂的産生;第二步,雙鏈DNA斷裂激活DNA損傷應答(dá)機制将兩個雙鏈DNA斷裂連接起來(lái)。

1. AID靶向基因組DNA底物引起雙鏈DNA斷裂的機制

A:AID去氨基酶活性示意圖。AID作(zuò)用(yòng)于N4位點,能(néng)夠将單鏈DNA上(shàng)的胞苷(C)殘基脫氨産生尿苷(U);B、C、D:基因組轉錄過程中産生的轉錄泡、負超螺旋結構以及R-環可以提供單鏈DNA招募AID;深色線條和(hé)淺色線條分别代表DNA雙鏈的模闆鏈和(hé)非模闆鏈,紅(hóng)線代表RNA轉錄産物。E:AID相互作(zuò)用(yòng)因子RPA複合物和(hé)RNA外(wài)切體複合物能(néng)夠爲AID提供單鏈DNA底物。F:對(duì)向轉錄招募AID到(dào)非免疫球蛋白(bái)基因靶點:藍線代表轉錄, 紅(hóng)線代表反轉錄。

 2. 雙鏈DNA損傷修複與S區(qū)斷裂末端連接

抗體類型轉換中産生的S區(qū)的雙鏈DNA斷裂的修複,并不依賴于AID去氨酶活性。AID起始形成S區(qū)的雙鏈DNA斷裂可以激活細胞内通用(yòng)的雙鏈DNA損傷應答(dá)系統,最終非同源DNA末端連接系統将兩個S區(qū)斷裂連接起來(lái)。

DNA末端修複連接途徑

A: ATM依賴的雙鏈DNA損傷應答(dá)機制。MRN複合體可以識别DSB末端招募ATM并激活ATM激酶活性, 使多種下(xià)遊蛋白(bái)包括H2AX、53BP1等發生磷酸化。磷酸化的H2AX即γ-H2AX可以進一步招募其他(tā)雙鏈DNA損傷應答(dá)因子MDC1, RNF8能(néng)夠與磷酸化的MDC1相互作(zuò)用(yòng), 并泛素化修飾組蛋白(bái)H1。RNF168可以識别組蛋白(bái)H1泛素化修飾, 并進一步泛素化修飾組蛋白(bái)H2A。53BP1識别組蛋白(bái)H2A泛素化修飾而進一步招募至DNA損傷位點。ATM磷酸化的53BP1能(néng)夠招募Rif1進一步抑制由CtIP介導的雙鏈DNA末端的單鏈切除, 從(cóng)而使DNA斷裂末端更容易被非同源DNA末端連接途徑修複并同時(shí)抑制同源重組的發生。B:在c-NHEJ過程中,Ku結合至DSB末端, DNA-PKcs被進一步招募至DNA的DSB上(shàng),XRCC4/Lig4複合物最終連接兩個末端。A-EJ途徑中, PARP1可能(néng)參與了(le)對(duì)DSB的識别, Mrel 1和(hé)CtIP可能(néng)介導末端連接, 最終由Lig1或Lig3進行末端連接。

重組抗體表達的相關研究進展

抗體産生和(hé)多樣化過程的缺陷在臨床上(shàng)表現(xiàn)爲各種免疫缺陷疾病,而抗體多樣化的失控則可能(néng)造成B細胞淋巴瘤的産生。

抗體多樣化中,抗體基因在基因組水(shuǐ)平面臨DNA修飾和(hé)損傷的發生。這(zhè)種DNA水(shuǐ)平的損傷雖然受到(dào)精細地調控,但(dàn)往往也(yě)造成了(le)基因組的不穩定性導緻癌症的發生。生發中心B細胞來(lái)源的B細胞淋巴瘤中,AID起始的DNA損傷産生的染色體易位、基因突變等是癌變的主要機制之一。研究AID靶向機制和(hé)抗體多樣化中DNA損傷修複機制,可以爲生發中心來(lái)源的B細胞淋巴瘤,如濾泡型淋巴瘤、彌漫大(dà)B細胞淋巴瘤等,以及CLL的治療和(hé)診斷提供新的思路和(hé)技術手段。

目前我們對(duì)抗體多樣化機制的認識仍存在大(dà)量的空(kōng)白(bái),緻力于抗體類型的研究從(cóng)未停歇。通過基因工(gōng)程對(duì)編碼抗體的基因按不同需要進行加工(gōng)改造和(hé)重新裝配,轉染适當的受體細胞從(cóng)而表達抗體,這(zhè)種通過基因工(gōng)程重組表達抗體的技術,現(xiàn)已廣泛應用(yòng)于抗體藥物研究

重組抗體的優勢

重組抗體包括嵌合抗體、人源化抗體、小(xiǎo)分子抗體、雙特異性抗體等。與傳統的單克隆抗體和(hé)多克隆抗體相比,重組抗體具有獨特的優勢,現(xiàn)已被廣泛地應用(yòng)在科學研究、免疫診斷及治療性抗體領域。在被廣泛應用(yòng)的情況下(xià),重組抗體表達技術水(shuǐ)平也(yě)在日益提高(gāo),重組抗體除了(le)以上(shàng)優勢之外(wài)還有以下(xià)一些(xiē)優點。

(1)重組抗體具有序列已知(zhī)、抗體基因可以長期保存、抗體性能(néng)穩定、實驗重複性好(hǎo)等優點,而單克隆細胞株可能(néng)存在抗體染色體丢失、細胞複蘇後停止生長或死亡等風(fēng)險。

(2)可以進行基因工(gōng)程改造:重組抗體可以進行重組改造,包括抗體片段表達,同型置換,嵌合抗體,抗體人源化等。

(3)可以大(dà)量制備抗體:重組抗體可以快(kuài)速實現(xiàn)抗體的大(dà)量制備,不需要使用(yòng)動物,克服使用(yòng)動物的倫理(lǐ)問題。