抗体多样性遗传机制发现者——利根川进

利根川进是一位日本分子生物学家,由于发现了抗体多样性产生的遗传机制而获得1987年诺贝尔生理学或医学奖;利根川进还由于研究了学习和记忆的分子与细胞机制而闻名。文章介绍了利根川进的生平和科研情况。     

免疫学讲座（五）：—机体的特异性免疫（下）

(3) 抗体的分子结构五种Ig分子都是由二硫键连接的四条多肽链组成。其中两条短链称为轻链(Light chainL 链)两条长链称为重链(Heavy chain H 链)。以IgG 为例,L 链由214个氨基酸组成,H 链由446个氨基酸组成。每个轻链或重链又分为两部分。多肽链氨基端(N 端),轻链的1/2与重链的1/4,其内氨基酸排列顺序随抗体种类不同而有所变化,称为可变区(Variable region V区)。多肽链羧基端(C 端),轻链的1/2与重链     

揭开抗体多样性的奥秘

自1890年Behring和北里发现抗体以来,人们对机体能产生针对任何抗原的抗体的现象(免疫学上称为抗体的多样性,antibody diversity)一直迷惑不解。1987年斯德哥尔摩的诺贝尔奖评选委员会决定把该年的生理学或医学奖授予47岁的利根川进(Tonegawa)时,即宣告了这个一世纪来生物学中最令人迷惑的谜底已经揭开。一、抗体生成理论的探讨本世纪初,Ehrlich提出了抗体生成的侧链学说,以说明抗体多样性的原因。他预言机体内抗体生成细胞表面存在着各种能与不同抗原结合的侧链。进入体内的任何抗原都可选择一种适合它的侧链与之结合,从而复制出大量该种侧链进入血流,即为抗体。侧链学说当即被广泛接受,Ehrlich因此获得1909年的诺贝尔奖。     

人源噬菌体抗体库的构建及抗VEGF抗体的初步筛选分析

应用噬菌体表面呈递技术构建人抗体组合文库 .筛选获得了结合血管内皮细胞生长因子( VEGF)的人噬菌体 Fab抗体 ,并对所获抗体的多样性进行了进一步分析 .从不同人群外周血淋巴细胞提取总 RNA,经反转录后采用家族特异性免疫球蛋白可变区基因引物与免疫球蛋白信肽序列引物 ,通过改变 PCR条件或半套式扩增分别获得全部亚型的轻、重链抗体 Fab段 ,并重组到噬粒载体 p Comb3H中 ,经电转化大肠杆菌 XL- 1 Blue,构建了 1 .5× 1 0 8完整组合抗体库 .利用 VEGF12 1对该库经过 4轮固相筛选后 ,获得 1 2个可与 VEGF特异结合的阳性克隆 .酶谱分析表明了所获抗体克隆的多样性 .为通过基因工程改造 ,进一步获得可用于临床的人源 VEGF抗体奠定了基础 .     

血红蛋白Ube-2及其一级结构分析

本文报告在中国广东省湛江发现的一种快速异常血红蛋白的研究结果。该异常血红蛋白的结构分析包括珠蛋白肽链的解离、异常肽链的酶解和指纹图谱分析及高压液相层析(HPLC),以及异常肽段的氨基酸顺序测定。证实其α链N端第68位的门冬酰胺被门冬氨酸所替代(α68Asn→Asp),即Hb Ube-2。血红蛋白Ube-2首先由Miyaji等在日本发现,本文报道在中国首次发现的Hb Ube-2。     

鱼类免疫球蛋白基因结构及抗体多样性的遗传机制

本文对鱼类免疫球蛋白的基因结构以及抗体多样性产生的遗传机制作一综述。免疫球蛋白重链和轻链是由不同染色体上的多基因座编码的,在鱼类的不同分类单元中具有不同的基因组织方式。鱼类抗体可以识别外界为数众多的抗原,其多样性主要是由以下遗传机制产生的：种系V区编码区段的多样性、V (D) J区段组合的多样性、基因重组的不精确性、基因转换、体细胞突变以及H和L链的随机组合等。 Gene Structure and Genetic Diversity of Immunoglobulins in Fish ZHANG Yong-an,NIE Pin,ZHU Zuo-yan State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology,Institute of Hydrobiology,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430072,China Abstract:The current knowledge concerning the structure of fish immunoglobulin (Ig) genes and the genetic mechanisms in generating fish antibody diversities is reviewed.The heavy (H-) and light (L-) chains of the immunoglobulin are encoded by multigenic loci on separate chromosomes.In different taxa of fish,the Ig genes are organized in different patterns.Fish antibody can recognize various foreign antigens,and the antibody diversity is generated by the following genetic mechanisms:the sequence diversity within the segments encoding the variable domain,the combinatorial diversity of V (D) J segments,the imprecision of rearrangements,gene conversion,somatic hypermutation,and the combination of H- and L-chain. Key words：immunoglobulin; gene; antibody; diversity; fish     

抗汉坦病毒核蛋白单链抗体的构建与表达

汉坦病毒核蛋白在病毒各个基因组片段核糖核蛋白(RNP)复合物的形成,以及RNP复合物装配入病毒颗粒中发挥重要作用。体外研究表明,核蛋白与病毒RNA的特异性结合结构域位于第175—217个氨基酸残基,羧基端其它部分为非特异性结合结构域。为了在细胞内病毒复制的正常过程中研究核蛋白的功能,应用噬菌体表面呈现技术,分别从鼠杂交瘤细胞和人外周血淋巴细胞天然抗体库中,筛选出两株不同抗原结合位点的抗汉坦病毒核蛋白抗体L13 F3和H34Fab抗体,并在大肠杆菌中进行表达。L13 F3 Fab抗体的抗原结合位点位于核蛋白氨基端25—65个氨基酸之间,H34的抗原结合位点位于核蛋白的羧基端的一半。分别使重链可变区羧基端与轻链可变区氨基端通过9个氨基酸寡肽连接起来,构建成单链抗体,并在大肠杆菌内进行表达。通过酶联免疫吸附试验(EL-SIA)、间接免疫荧光试验(IFA)和Western blot检测,确定所构建单链抗体与母抗体的抗原结合特性无差别。单链抗体分子量小,易于操作并保留了全部的抗原结合活性,是在细胞内探索汉坦病毒核蛋白功能的良好工具。     

抗人Cl-INH McAb可变区基因的克隆及序列结构分析

近年来迅猛发展的基因工程抗体研究,已成为抗体应用研究的核心。构建重组抗体的前提是从杂交瘤细胞、免疫脾细胞或外周血淋巴细胞中分离免疫球蛋白(Ig)的重链和轻链可变区(VL和VH)基因,PCR技术为可变区基因     

抗HFRSV人单抗可变区基因克隆及其序列测定

从杂交瘤细胞株87—2提取细胞总RNA．反转录合成cDNA链,进行PCR反应。其中扩增重链可变区一对引物分别与人免疫球蛋白重链v区基因5＇端和J区基因3＇端互补;扩增人λ轻链可变区引物与人免疫球蛋白λ轻链v区基因5＇端和J区基因3＇端互补。将重、轻链可变区基因的PCR扩增产物分别插入M13噬菌体．经转化筛选分别获得重组克隆。双脱氧法测定其序列,所得核苷酸序列经计算机分析,轻、重链可变区基因长度分别为309bp和405pb,编码103个氨基酸和135个氨基酸,有明显抗体可变区特征,具有骨架区和抗原互补区。     

肽可以制成疫苗吗?

以合成肽为基础的新一代疫苗的可能性不断出现,尽管有希望,但前面的路还很长。 因为蛋白质具有比较刚性的结构(晶体学家使我们相信是这样的),所以没有理由预期裸露在蛋白质表面的小段氨基酸链会持有同一肽链游离于溶剂时所取的相同的构象。同样也没有理由预期抗游离肽而产生的抗体会识别含有这部分肽链的蛋白质。     

甲型H1N1流感病毒血凝素单克隆抗体轻链和重链可变区基因的巢式PCR扩增及序列分析

目的：采用巢式PCR对甲型H1N1流感病毒血凝素单克隆抗体的轻链和重链基因进行扩增,对获得的基因进行序列分析,并找出克隆鼠Igκ轻链和重链可变区基因的通用方法。方法：设计22对扩增鼠Igκ轻链可变区和重链可变区基因的引物,对6株鼠抗人甲型H1N1流感病毒血凝素单克隆抗体的轻链和重链可变区基因进行克隆并测序,与NCBI公布的鼠免疫球蛋白序列比对分析。结果：巢式PCR方法可以有效避免单克隆抗体克隆过程的假基因,并且得到的单克隆抗体的氨基酸序列均符合鼠免疫球蛋白可变区特征。结论：建立了克隆鼠免疫球蛋白轻链和重链可变区基因的通用方法,为后期克隆鼠源性单克隆抗体的可变区基因提供了基础,并为研究甲型H1N1流感病毒血凝素与抗体的结合位点提供了实验数据。     

马蔺IlVP基因片段的克隆及序列分析

根据已报道的其他植物H+-PPase基因的保守序列设计一对简并性引物,以马蔺幼根总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆出马蔺H+-PPase基因片段并克隆到p UCm-T载体,命名为Il VP。阳性克隆经PCR鉴定后进行测序,序列分析结果表明:该基因片段长度为893 bp,编码297个氨基酸,所得到的序列与Gen Bank中注册的高等植物液泡膜H+转运无机焦磷酸酶(H+-PPase)核苷酸碱基排列顺序的同源性均在70%以上、氨基酸序列的同源性达79%以上。这为马蔺Il VP全长基因的克隆及其耐盐分子机理的研究奠定基础。     

鲈鱼IgM重链基因cDNA的克隆及其原核表达

采用同源克隆和RACE技术扩增到鲈鱼 (Lateolabrax japonicus) 免疫球蛋白M (Immunoglobulin M,IgM) 重链 (Heavy chain,H) 基因全长cDNA序列。鲈鱼IgM cDNA全长为1 901 bp,开放阅读框包含1 749 bp,编码582个氨基酸。根据鲈鱼IgM和其他硬骨鱼免疫球蛋白重链恒定区的氨基酸序列构建的系统发育树表明IgM、IgZ和IgD分别聚为一枝,其中IgM与IgZ分支的进化关系较近,而与IgD分支的进化关系较远。RT-PCR检测IgM在鲈鱼各组织器官的表达情况,其中在头肾及脾脏中表达量最高,心脏、肌肉及脑中几乎不表达。利用已获得的鲈鱼IgM cDNA序列,构建原核表达载体pQE30-IgM,并在M15大肠杆菌中成功诱导表达了分子量为63kD的重组蛋白His-IgM,Western-blotting显示鲈鱼IgM重组蛋白能与鼠源抗6×His的单克隆抗体特异性结合,说明已经获得了基因工程表达IgM重链蛋白。     

草鱼中国土著群体与欧美日移居群体遗传差异的线粒体序列分析

草鱼是中国的土著鱼类,自20世纪60年代以来已被移居到100多个国家和地区,主要用来控制水草或水产养殖。本研究通过线粒体D-Loop区（764bp)和COII＋tRNA基因(719bp)序列分析,了解草鱼的中国土著群体（长江、珠江、黑龙江）和国外移居群体（匈牙利多瑙河、美国密西西比河、日本利根川河）之间以及各地方群体间的遗传差异。结果表明,中国土著草鱼群体的遗传变异高于国外移居群体;分子方差分析（AMOVA）表明,不同草鱼群体的遗传变异主要来自群体内,而不同地域间的差异极少;群体两两间Fst值比较表明,大多数群体之间遗传差异极显著;由TCS构建的单倍型网络结构图显示,长江草鱼群体是最原始的群体,其他水系草鱼均由长江群体演化而来;通过基因流分析发现,匈牙利多瑙河群体和日本利根川河群体来自长江和黑龙江群体,美国密西西比河群体除引自长江、黑龙江水系外,还有部分引自于珠江水系。     

分子进化淺释

如果对生物的某些大分子作一番解剖和比较,我们将会获得一系列十分新鲜的知识。拿胰岛素来说,这是比较了解的一种分子。现在有关马、牛、羊、猪以及鲸鱼胰岛素的氨基酸排列顺序,都已经全部弄清楚了。这种分子有51个氨基酸残基,分居二条链——A链(21个)和B链(30个)上(参见80年第二期第11页图1——编者)。对所研究的几种动物来说,胰岛     

抗FGF2人鼠嵌合抗体在HEK293T细胞中的表达优化

目的：FGF2是肿瘤血管新生过程中最重要的因子之一,因此通过制备抗FGF2人鼠嵌合抗体中和其发挥作用,以达到抑制肿瘤生长的目的。方法：利用分泌抗FGF2抗体的杂交瘤细胞株IgG9B9和人B淋巴细胞,分别克隆抗体轻链可变区V_L、重链可变区V_H和人重链恒定区C_H基因,从pComb3λ载体中扩增出人λ 链恒定区C_L基因,通过重叠PCR,将V_L,V_H和C_L,C_H片段分别连接形成嵌合抗体的轻链L和重链H,将L/H链以单独构建或串联于同一载体的方式,构建抗FGF2嵌合抗体表达载体,并通过调控元件WPRE优化载体、共转染促生长因子aFGF以及调整表达温度等方式提高嵌合抗体在真核细胞中的表达。结果：成功构建了优化表达载体PLexm-WPRE、PLexm-aFGF;L、H链基因也成功构建,并以L、H或L-F2A-H（2A连接肽将L和H连接起来）的方式分别成功连接到PLexm,PLexm-WPRE载体中。转染细胞上清的ELISA鉴定结果表明,L/H链单独构建要比串联构建的方式具有更高的表达水平,WPRE能有效促进抗体的表达而aFGF并不能促进其表达,与31、37℃相比,33℃时抗体的表达量最高,同时嵌合抗体表现出了很好的结合活性及中和活性,竞争IC50=6.25μg/ml。通过亲和层析获得了高纯度的抗FGF2嵌合抗体。结论：在33℃下,人鼠嵌合抗体基因在WPRE存在下表达量最高,且与抗原FGF2有很好的结合活性及中和活性,为临床应用奠定了基础。     

IgG Fc糖链与功能的关系及疫苗接种的调节作用

免疫球蛋白G(immunoglobulin G,Ig G)是免疫系统的重要成分,是B细胞产生的糖蛋白,糖基化位点位于Fc段第297位氨基酸天冬酰胺上。糖链组成具有不均一性,末端组分变化可以影响抗体功能,并受多种因素的调节,如疫苗接种可以调节Fc段糖链修饰,进而影响抗体与Fc受体或补体的结合,从而对抗体的功能产生影响。本文就Ig G Fc糖链的组成、糖链与功能的关系、疫苗接种对糖链修饰的调节及对功能的影响作一综述。     

重组DNA技术在神经科学中的应用

重组DNA技术是生物工程的主要技术,它在神经科学研究中发挥着重要的作用,形成为一个新的前沿——分子遗传神经科学。重组DNA技术主要包括四方面:(1)用限制性内切酶将DNA切割成特定的片段,(2)用核酸杂交钓出特定的DNA或RNA顺序,(3)DNA克隆和扩增,(4)DNA顺序测定,再根据三联密码推断蛋白质的氨基酸排列顺序,其速度远超过经典的蛋白质化学方法。换言之,重组DNA技术可以将特定的基因从基因库中分离开来,进     

人免疫球蛋白重链可变区基因引物设计方法的改良

针对抗体胚系基因数据库的数据不断更新和完善,为获得人全部免疫球蛋白(Ig)重链可变区基因,改进引物设计方法,自主设计针对可变区基因高度保守的框架区1(FR1)和框架区4(FR4)的引物,提取未经免疫的健康人外周血单个核细胞,通过RT-PCR扩增重链可变区基因.其DNA序列与GenBank数据库和IMGT/V-QUEST软件比对,序列分析符合人免疫球蛋白重链基本框架结构,为胚系基因重排产生的序列.多个克隆的测序结果对比分析显示了良好的多样性.获得的重链序列为研制基因工程抗体及构建噬菌体抗体库奠定了物质基础,也为扩增其他物种Ig可变区基因的引物提供新的设计思路.     

噬菌体抗体库技术在肿瘤治疗中的研究进展及应用北大核心CSCD

肿瘤是严重威胁人类健康的疾病。目前肿瘤治疗策略以手术切除、放化疗、靶向治疗和免疫治疗为主。单克隆抗体药物因具备高效性和低毒性等特点,逐渐成为肿瘤临床治疗中不可或缺的药物类型。噬菌体抗体库技术(phage antibody library technology,PALT)是一种新型的单克隆抗体制备技术,其将免疫球蛋白可变区VH(variable region of heavy chain)/VL(variable region of light chain)基因重组后整合在噬菌体载体上,并以融合蛋白的形式将抗体表达到噬菌体表面,从而获得多样性抗体库。抗体库经过“吸附-洗脱-扩增”过程即可筛选获得到特异结合抗原的抗体分子及其基因序列。PALT具有抗体生产周期短、抗体结构可塑性强、抗体产量大、多样性高和可直接生产人源化抗体等优点,已应用于乳腺癌、胃癌、肺癌和肝癌等肿瘤标志物的筛选和抗体药物的制备等领域。文中综述了PALT在肿瘤治疗中的研究进展及应用。