利用植物质体转基因技术高效表达抗人源白介素6单链抗体

白介素6 (interleukin-6, IL-6)是与包括癌症在内的多种疾病相关的一种多功能细胞因子,免疫疗法利用抗人源IL-6抗体来治疗相关疾病取得了很好的治疗效果。植物作为生物反应器可以有效降低药用蛋白的生产成本,同时积累功能蛋白。通过基因枪轰击和再生筛选,得到了2个在烟草质体中表达了鼠源抗人源IL-6单链抗体(single chain variable fragment, scFv)的独立株系,并用Southern blotting鉴定了质体转化烟草的同质化状态。抗人源IL-6 scFv基因在质体转基因烟草中成功转录和翻译,功能性抗人源IL-6 scFv在质体转基因烟草叶片中的含量占到总可溶性蛋白的1%,达到41 mg/kg鲜重。另外,质体转基因烟草的表型与野生型烟草相比并没有显著差异,它们具有相似的生长速率、成熟植株的株高以及果荚数目。抗人源IL-6 scFv的高表达量也表明了利用质体转基因植物低成本生产scFv的潜力。     

单链抗体的表达

单链抗体(scFv)是具有抗体活性的最小功能结构单位,是基因工程抗体研究领域中的热点,具有比单克隆抗体在生物病原体、微生物污染和寄生虫病等预防、检测和治疗的独特优点和应用前景.鉴于其重要性,单键抗体在不同的表达系统中得到表达与研究.简要综速了scFv的表达.     

烟草NtWRKY40在植物应答病毒侵染过程中的作用

WRKY转录因子家族在植物的抗病、抗逆反应中具有重要功能。已有研究表明,烟草花叶病毒(TMV)的侵染显著地诱导烟草Nt WRKY的表达,有必要进一步探明该基因在植物应答病毒侵染过程中的作用。采用PCR的方法克隆获得Nt WRKY cDNA,生物信息学分析结果显示,该基因属于WRKYⅡa亚族成员,与绒毛状烟草NtoWRKY40高度同源,命名为NtWRKY40。以此建立了过表达该基因的转基因烟草,并以TMV为毒源进行了转基因烟草和野生烟草的侵染实验,以观察NtWRKY40在烟草应答病毒侵染过程中的作用。实验结果表明,野生烟草在TMV侵染后9 d,NtWRKY40的表达量显著升高,而NtWRKY40过表达转基因烟草在病毒侵染后,病毒相关基因的表达高于野生型对照,与染病程度成正相关,说明过表达NtWRKY40增加了植株对病毒的敏感性,该基因为负调控因子。此外,为探索应用人工miRNA的抗病毒技术,以烟草天然miR167前体为骨架、马铃薯Y病毒(PVY)外壳蛋白基因的一段反向互补序列为成熟序列,构建了amiR167-PVY植物表达载体并转化烟草,以抑制PVY。对amiRNA转基因植株进行抗病毒实验的结果显示,amiR167-PVY能够部分抑制病毒基因的表达,转基因植株具有一定的抗病毒能力。     

高致病性禽流感病毒H5N1中和抗体的单链抗体构建与活性鉴定

在本实验室研制出的多株针对H5N1血凝素的鼠单抗中,10F7对34株H5N1病毒株都有血凝抑制和中和活性,具有特异性高、反应性强、识别谱广的特点。通过基因工程构建10F7单链抗体(scFv)表达重组质粒,在大肠杆菌中表达并纯化scFv,经血凝抑制实验及中和实验检测其活性。结果在针对3株病毒的血凝抑制实验中,10F7scFv蛋白对其中2株H5N1病毒均显示出结合活性,而对H9毒株没有反应。在针对7株H5N1病毒的中和实验中,10F7scFv对5株病毒具有较好的中和能力。H5N1广谱中和抗体10F7的单链抗体构建,为进一步研制针对H5N1禽流感病毒的治疗性抗体奠定了基础。     

人源抗狂犬病毒单链抗体基因原核表达质粒的构建及高效表达

在原核系统中高效表达抗狂犬病毒单链抗体scFv41,以便进一步研究其生物学功能,预测临床应用前景。以重组质粒pCANTABscFv41为模板,PCR扩增带NcoI和NotI位点的scFv41基因,克隆入原核表达载体pET-22b( ),酶切鉴定重组表达质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达。竞争ELISA检测表达蛋白的特异结合活性。酶切鉴定证实scFv41基因已插入原核表达载体pETl-22b( ),重组表达质粒pET-scFv41在大肠杆菌BL21(DE3)中获得了高效表达,表达量约占菌体蛋白总量的30％。竞争ELISA检测结果表明scFv41表达蛋白可特异抑制抗狂犬病毒IGY与狂犬病毒的特异性结合。该实验为进一步研究scFv41的生物学特性和免疫保护作用,及基因工程抗体的制备奠定了基础。     

抗H3N2亚型犬流感病毒重组犬源化抗体的制备及特性分析

由于异源抗体在宠物临床治疗中易引起宿主免疫排斥反应,因此制备基于本动物源的基因工程抗体显示了更大的发展优势和前景。为制备H3N2亚型犬流感病毒(Canine influenza virus,CIV)的重组犬源化抗体scFv-Fc,采集CIV感染犬外周血淋巴细胞提取总RNA,利用PCR技术扩增IgG重链(VH)、轻链(VL)和Fc片段。利用重叠延伸PCR将VH和VL通过弹性肽链linker连接成单链抗体(scFv)片段,并转化大肠杆菌,挑取阳性菌测序。经分析筛选后,将目标scFv与Fc片段链接,构建scFv-Fc重组犬源抗体片段。经诱导表达,获得分子量约为50 kD的scFv和约为89 kD的重组抗体scFv-Fc。抗体活性测定结果表明,scFv能与CIV特异性结合,1 mg/mL scFv的ELISA效价为1∶2~(10),血凝抑制(HI)效价为1∶2~7,中和抗体效价为1∶20。1 mg/mL scFv-Fc的HI效价为1∶2~6,ELISA效价1∶2~5,中和抗体效价为1∶20。本研究成功制备了针对H3N2亚型犬流感病毒的重组犬源scFv-Fc,为该病毒感染的治疗提供了物质基础。     

稳定表达Aβ特异性单链抗体的哺乳动物细胞株构建和功能研究

构建可以稳定表达Aβ特异性单链抗体(scFv)的哺乳动物细胞株。应用重叠延伸PCR的方法,以前期建立的Aβ特异性单克隆抗体(A8)的轻、重链可变区基因为模板,构建scFv的基因片段,通过(G_4S)_3或p2A两种不同的连接肽(Linker)序列,拼接得到多种形式的scFv基因片段,用于构建真核表达载体。利用脂质体分别转染人宫颈癌细胞(Hela)和中国仓鼠卵巢细胞(CHO),Western blot鉴定scFv的表达情况;以潮霉素筛选获得稳定表达抗Aβ的scFv细胞株,以间接ELISA和斑点印迹分析所得scFv的抗原识别能力;采用体外细胞实验,在超微病理水平分析所得scFv的细胞保护作用。结果:成功构建了Aβ特异性scFv的3个真核表达载体pSecTag2/HygroA-VL-(G_4S)_3-VH、pSecTag2/HygroA-VH-(G_4S)_3-VL和pSecTag2/HygroA-VL-p2A-VH,获得了2株稳定表达Aβ特异性scFv的细胞株Hela-VL-p2A-VH和CHO-VL-(G_4S)_3-VH。Western blot结果表明了相应scFv的正确表达,间接ELISA和斑点印迹结果表明所分泌的细胞上清具有Aβ抗原识别能力,体外实验显示其具有阻断和抑制Aβ寡聚体细胞毒性的作用。稳定表达Aβ特异性单链抗体的细胞株有助于AD免疫治疗基础研究的进一步开展。     

抗黄曲霉毒素B1单链抗体在Sf9昆虫细胞中的表达与性质分析

目的:在原核表达抗黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)单链抗体(single chain Fv fragment,scFv)研究的基础上,为进一步了解和提高抗AFB1 scFv的活性,利用Sf9昆虫细胞表达抗AFB1 scFv,并对其活性进行探索研究。方法:构建pFastBac 1-scFv2E6VHVL重组质粒,将重组质粒转化Escherichia coli (E. coli) DH10Bac细胞,进行蓝白斑筛选,挑取阳性克隆。提取相应的重组杆状病毒穿梭载体Bacmid侵染Sf9昆虫细胞,表达scFv,利用镍亲和层析法纯化scFv,并以ELISA检测scFv活性。结果:蓝白斑筛选后,经菌落PCR和测序验证挑取的白斑阳性单克隆含有正确的单链抗体基因。提取相应的重组杆状病毒穿梭载体Bacmid侵染Sf9昆虫细胞,通过Western blot检测得知抗AFB1 scFv在Sf9昆虫细胞中成功表达。AFB1对scFv的抑制中浓度(IC₅₀)为30μg/ml。结论:与E. coli BL21(DE3)表达系统相比,scFv灵敏度转好,但仍有较大提升空间。     

抗EGFRvIII噬菌体抗体库的构建和筛选

目的：应用噬菌体展示技术筛选针对表皮生长因子受体突变体Ш (epidermal growth factor receptor variant type Ⅲ, EGFRvIII)的单链抗体 (single chain Fv, scFv)。方法：利用原核表达纯化的人EGFRvIIIex蛋白和高表达EGFRvIIIex的小鼠成纤维细胞系NIH3T3免疫小鼠,扩增VH和VL片段并拼装成scFv 基因,连接至噬菌粒pCANTAB 5E,电击转化Hpd3cells,构建噬菌体单链抗体库,并进行3轮富集筛选。在第4轮筛选时,采用了降低抗原浓度的方法。然后将筛选得到的阳性克隆测序分析,转化E.coli HB2151,IPTG 诱导可溶性scFv 的表达。结果：构建了库容为7.9×107 的噬菌体单链抗体库。经过第4轮低浓度抗原筛选,得到了较高亲和力的克隆。取单个阳性克隆测序分析结果表明,该抗EGFRvIII scFv 基因序列长807 bp,编码268个氨基酸。IPTG诱导后表达的可溶性scFv 可分别与纯化的EGFRvIIIex抗原以及细胞表面的EGFRvIIIex结合。结论：利用噬菌体抗体库筛选得到了高亲和力的抗EGFRvIII scFv,为开发针对EGFRvIII的抗体药物提供了靶向载体分子。     

高效构建卵清白蛋白scFv噬菌体文库及其筛选

目的:建立一种高效噬菌体文库构建方法,获得抗鸡卵清蛋白(ovalbumin,OVA)的单链抗体(scFv)噬菌体展示文库,筛选鉴定获得OVA单链抗体。方法:用OVA蛋白免疫Balb/C小鼠,选取血清抗体效价高的小鼠提取脾脏RNA,利用RT-PCR方法扩增获得小鼠重链和小鼠轻链基因。通过无缝连接酶一步将小鼠重链基因、轻链基因和linker DNA连接起来,插入噬菌体表达载体中,构建OVA scFv噬菌体展示文库。测定文库容量,对文库进行富集筛选,ELISA鉴定阳性克隆,测序后构建真核表达载体,转入Expi-CHO悬浮细胞进行真核表达,利用Western blot进行鉴定。结果:成功获得库容量为1. 2×10~7cfu的OVA scFv噬菌体展示文库,并从中筛选出8个阳性克隆,选取效价最高的2号克隆,在Expi-CHO悬浮细胞中表达获得可溶性抗体。结论:建立了一种高效构建scFv噬菌体文库的方法,筛选获得高结合活性的OVA单链抗体,并成功进行了真核表达,为OVA ELISA检测试剂盒的研制奠定了基础。     

抗EGFRvⅢ噬菌体抗体库的构建和筛选

目的:应用噬菌体展示技术筛选针对表皮生长因子受体突变体Ш(epidermal growth factorreceptor variant typeⅢ,EGFRvIII)的单链抗体(single chain Fv,scFv)。方法:利用原核表达纯化的人EGFRvIIIex蛋白和高表达EGFRvIIIex的小鼠成纤维细胞系NIH3T3免疫小鼠,扩增VH和VL片段并拼装成scFv基因,连接至噬菌粒pCANTAB5E,电击转化Hpd3cells,构建噬菌体单链抗体库,并进行3轮富集筛选。在第4轮筛选时,采用了降低抗原浓度的方法。然后将筛选得到的阳性克隆测序分析,转化E.coliHB2151,IPTG诱导可溶性scFv的表达。结果:构建了库容为7.9×107的噬菌体单链抗体库。经过第4轮低浓度抗原筛选,得到了较高亲和力的克隆。取单个阳性克隆测序分析结果表明,该抗EGFRvIII scFv基因序列长807bp,编码268个氨基酸。IPTG诱导后表达的可溶性scFv可分别与纯化的EGFRvⅢex抗原以及细胞表面的EGFRvⅢex结合。结论:利用噬菌体抗体库筛选得到了高亲和力的抗EGFRvⅢ scFv,为开发针对EGFRvⅢ...     

抗人胎盘酸性铁蛋白单链抗体的构建、表达与鉴定

目的:制备人胎盘酸性铁蛋白(PAF),构建、表达并鉴定抗人PAF单链可变区抗体片段(scFv)。方法:设计以SfiⅠ、NotⅠ为酶切位点、以(Gly4Ser)3为linker的2对引物,从抗人PAF单克隆抗体可变区基因的克隆载体中扩增VH和VL基因,用重叠延伸PCR在VH和VL基因间引入连接短肽,构建VH-linker-VL的scFv基因。经SfiⅠ、NotⅠ酶切后克隆到原核分泌型表达载体pUC19/119上,转化大肠杆菌TG1和筛选后测序验证,IPTG诱导表达,SDS-PAGE鉴定其相对分子质量(Mr)。以人PAF为抗原,scFv为一抗,抗His单克隆抗体为二抗,间接ELISA鉴定其抗体活性。结果:重叠延伸PCR扩增产物经凝胶电泳可见约700bp的条带,DNA序列分析证明2株抗体具有完整的scFv序列,并含有c-myc和His。IPTG诱导阳性菌表达产物经SDS-PAGE鉴定有Mr约27000的显示条带,符合scFv与表达标签融合蛋白的理论值;间接ELISA证明表达产物可与PAF结合。结论:成功构建并表达了抗人PAF单链抗体,为进一步建立检测PAF的间接ELISA奠定了基础。     

棉铃虫核多角体病毒iap3基因表达时相分析

目的:原核表达棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus,HearNPV)iap3基因,制备该蛋白的多克隆抗体,并利用该抗体分析iap3基因在病毒感染过程的表达时相,为深入研究提供基础.方法:PCR扩增iap3基因后,克隆至pET28b,转化到大肠杆菌BL21 (DE3)中诱导表达,利用亲合层析进行蛋白纯化,将纯化融合蛋白免疫大鼠制备抗血清,利用抗血清Western blot检测IAP3在病毒感染过程的表达时相.结果:成功在原核细胞中表达iap3基因,并获得纯化的融合His - tag的IAP3蛋白,制备了该蛋白的多克隆抗体.发现iap3基因最早在感染后24h表达,到72h到达表达高峰.结论:获得了IAP3多克隆抗体,iaP3基因是一个晚期表达基因.     

具有谷胱甘肽过氧化物酶活性的含硒单链抗体酶制备

 利用RT PCR从分泌有谷胱甘肽结合部位的单克隆抗体杂交瘤细胞株 2F3中 ,扩增出单抗重链可变区和轻链可变区基因 .经DNA测序后 ,用Linker(Gly4 Ser1) 3 构建成单链抗体 (scFv)表达载体pTMF scFv ,将重组质粒pTMF scFv转化到大肠杆菌BL2 1(DE3) ,实现了单链抗体的高效表达 .表达的单链抗体占菌体总蛋白 2 5%～ 30 % .该重组蛋白以包涵体形式存在 ,分子量为 30kD .经过金属螯合亲和层析纯化、复性和凝胶过滤纯化 ,得到电泳均一的单链抗体 .再经化学诱变 ,得到含硒单链抗体酶 ,其谷胱甘肽过氧化物酶活性为 330 0U μmol.采用荧光滴定法测定了单链抗体对谷胱甘肽的结合常数     

人源抗转铁蛋白受体单链抗体的筛选及其构建与表达

目的:在人源单链抗体库中筛选抗人转铁蛋白受体(TfR)单链抗体(scFv)。方法:人源展示型抗体库质粒转染293T细胞,通过第一轮流式细胞分选得到比例为0.2%的阳性细胞,提取质粒并扩增,得到的质粒转染293T细胞作为下一轮筛选所需抗体库;第二轮分选时降低抗原浓度,最后得到2个候选的scFv序列。经序列分析,选择1号单链抗体基因,利用基因工程技术构建分泌型表达质粒,转染293E细胞并通过镍亲和层析纯化获得单链抗体蛋白,经Forte Bio Octet进一步测定单链抗体蛋白的亲和力。结果:经过2轮筛选获得了全新的抗TfR单链抗体序列,构建并表达了该单链抗体蛋白,该单链抗体与TfR的亲和力常数为5.57×10-7。结论:从展示型人源scFv抗体库中获得了全新的抗TfR单链抗体,该单链抗体与TfR具有较好的亲和力。     

幽门螺旋杆菌单链抗体的筛选及鉴定

为了获得幽门螺旋杆菌特异性单链抗体scFv,通过噬菌体展示技术,首次直接用幽门螺旋杆菌细胞Hp对噬菌体单链抗体文库Tomlinson进行单链抗体的筛选,经5轮筛选后,通过ELISA方法检测,从随机挑选的96个克隆中获得了8株阳性克隆。再分别将阳性克隆与10种常见菌进行ELISA的交叉反应,最终得到1株特异性表达抗Hp的scFv的噬菌体JH1。随后又进一步对JH1所表达的scFv基因进行PCR扩增,分别得到scFv的VH片段、VL片段,全长基因分别为527bp、368bp和935bp,这些包含着部分载体序列的DNA片段与理论值相符。通过对scFv全长基因进行测序,在NCBI中进行基因序列比对,与已报道的一种植物RNA病毒的复制酶单链抗体基因序列有96％同源性。     

单链抗体融合蛋白的构建及应用

通过重组DNA技术将单链抗体(scFv)基因与其他效应蛋白基因融合在一起,经表达后可以得到具有scFv特性和所融合的效应蛋白活性的scFv融合蛋白。这种融合蛋白已应用于许多领域的研究中,并已显示出较高的价值。本就scFv融合蛋白的构建和应用做一综述。     

转基因技术在植物抗体上的应用

通过基因工程技术在植物中表达或生产的抗体是近年来研究的热点。研究表明,不论是全抗体或小分子抗体,在植物中表达后都具有与抗原结合的活性,即具功能性,从而使植物抗体的研究备受人们的关注。该文介绍防龋抗体在转基因植物中的表达;高等植物叶绿体基因组的应用;植物病毒载体生产抗体和植物抗体的糖基化。     

基于核糖体展示技术进行抗狂犬病毒人源抗体的制备

构建了核糖体展示人源抗狂犬病毒单链抗体(scFv)库,筛选制备特异抗狂犬病毒糖蛋白(RVGp)的稳定性人源抗体.应用核糖体抗体库技术,从经狂犬病毒Vero疫苗免疫的志愿者外周血淋巴细胞中分离、构建核糖体展示scFv基因库.体外转录翻译后,以RVGp重组蛋白作筛选抗原,采用亲和富集法淘选RVGp特异性scFv抗体基因.在原核系统pET22b(+)/BL21(DE3)中实现scFv抗体片段的可溶性表达,ELISA鉴定阳性克隆.然后对筛选的scFv进行稳定性改构,构建VH-Lc-VK稳定性抗体,并对其生物学活性进行初步研究.成功构建了库容量约为6.2×1012的核糖体展示scFv抗体基因库.在180个筛选克隆中,克隆RB24、RB71、RB109和RB156显示出较高的ELISA值,其基因序列分析结果显示,它们是全新的人源抗RVGp抗体.改构后的抗RVGp VH-Lc-VK抗体的稳定性明显改进,可特异识别RVGp并有效中和狂犬病毒,抑制狂犬病毒对靶细胞的感染.以上结果表明,人源抗RVGp特异性抗体的获得,为狂犬病的有效预防、诊断和治疗提供了新的途径,而且将为其他人源抗体的制备提供理论依据和技术基础.     

抗金黄色葡萄球菌单链抗体(scFv)的原核表达及蛋白纯化

旨在将来源于鸡的金黄色葡萄球菌单链抗体(scFv)进行原核诱导表达,获得有抗体活性的目的蛋白。构建含有目的抗体基因的重组质粒,将此质粒进行原核诱导表达并鉴定所获得蛋白的生物活性。结果显示,(1)成功构建了含有金黄色葡萄球菌单链抗体(scFv)的重组质粒p Cold I-scFv,质粒成功转化到大肠杆菌表达菌株中;(2)经过诱导表达后,目的蛋白主要以包涵体的形式存在于沉淀中;(3)使用4 mol/L尿素成功地将包涵体变性溶出;(4)通过柱层析法及透析法获得了纯化及复性效果较好的目的蛋白;(5)间接ELISA鉴定证实所获蛋白具有金黄色葡糖球菌抗体活性。通过质粒构建及原核诱导表达、包涵体溶出和复性等步骤,最终获得了有金黄色葡萄球菌抗体活性的目的蛋白。