血管内皮生长因子人单链抗体--基因克隆、高效表达、亲和力成熟及生物活性鉴定

利用抗体噬菌体展示技术, 克隆了血管内皮生长因子人基因工程单链抗体, 抗体表达量达菌体总蛋白的45%. 用层析柱复性技术同步完成抗体的纯化和复性. 生物活性实验表明, 该抗体不仅特异结合人VEGF165, 而且竞争抑制VEGF165与其受体的结合. 为了提高单链抗体的亲和力, 采用错配PCR法, 随机突变抗体重链可变区基因, 建立次级抗体突变库, 并从中筛选出高亲和力突变株. 研究了抗体突变株蛋白质三维结构特点及其与亲和力的关系, 这些结果不仅为肿瘤血管靶向治疗奠定了基础, 而且为抗体的高效表达及其亲和力体外成熟提供了参考模型.     

表位九肽库的构建及人Ⅳ型胶原酶特异结合肽的筛选

将人工合成的编码九肽的随机序列DNA片段克隆进丝状噬菌体表达载体FUSE5,经多次电击转化和表达,获得肽段与噬菌体pⅢ蛋白融合并展示在噬菌体表面的随机序列九肽表位肽库。库容量达10 10个克隆。以Ⅳ型胶原酶为靶蛋白,采用亲和纯化筛选模式,从中筛选出Ⅳ型胶原酶结合肽。进一步ELISA检测筛选出与Ⅳ型胶原酶特异结合的20个阳性克隆。序列分析发现一组肽含有WDXXD的共同序列,一组含有WVGXXR的共同序列。其中WDXXD的序列与Ⅳ型胶原酶单链抗体可变区序列同源。结果表明,多肽库是筛选蛋白特异结合肽的有力工具,表位九肽库的构建和筛选方法的建立为进一步应用筛选具有高亲和力的特异结合肽奠定了基础。     

人源化鼠抗人纤维蛋白单链抗体-尿激酶融合蛋白在大肠杆菌中的功能性表达

尿激酶是目前临床上广泛使用的一种有效的溶栓制剂 ,但由于尿激酶缺乏对血栓的特异亲和性 ,导致临床上尿激酶的使用剂量较大 ,容易出现全身性出血等副作用。因而开发对血栓特异的导向溶栓制剂是目前溶栓药研制的一个重要方向。本实验室在以前的工作中 ,利用噬菌体表面呈现技术 ,筛选到一种对人纤维蛋白特异的鼠单链抗体[1 ] ,在对该鼠抗体可变区进行结构模建的基础上[2 ] ,对其进行了人源化改造和体外亲和力成熟 ,得到亲和力和特异性较鼠抗体更好的人源化单链抗体[3 ] 。为研制导向溶栓制剂 ,本实验室构建了人源化单链抗体 低分子量尿激酶的…     

人源抗A型肉毒毒素单链抗体的体外亲和筛选*

以重组制备的A型肉毒毒素保护性抗原为配体,对人源噬菌体免疫抗体文库进行体外定向亲和筛选,获得特异结合子,其中与抗原高亲和力结合的抗体克隆B17基因全长750bp,可编码250个氨基酸,抗体可变区基因同源分析表明,分属VH4和κchainⅡ家族,是一株人源特异单链抗体基因。人源单链抗体B17在大肠杆菌中获得了重组表达,表达产物可以竞争特异肉毒抗毒素马血清与抗原的结合,是国内首次获得的抗A型肉毒毒素保护性抗原的人源单链抗体,可以在肉毒毒素检测和治疗研究中发挥作用。     

人源抗A型肉毒毒素单链抗体的体外亲和筛选

以重组制备的A型肉毒毒素保护性抗原为配体,对人源噬菌体免疫抗体文库进行体外定向亲和筛选,获得特异结合子,其中与抗原高亲和力结合的抗体克隆B17基因全长750bp,可编码250个氨基酸,抗体可变区基因同源分析表明,分属VH4和κ chain Ⅱ家族,是一株人源特异单链抗体基因。人源单链抗体B17在大肠杆菌中获得了重组表达,表达产物可以竞争特异肉毒抗毒素马血清与抗原的结合,是国内首次获得的抗A型肉毒毒素保护性抗原的人源单链抗体,可以在肉毒毒素检测和治疗研究中发挥作用。     

抗FKBP52人源单链抗体的筛选及其完整抗体真核表达载体的构建

目的:从大容量天然噬菌体抗体库中筛选抗FKBP52人源单链抗体,并进一步构建其真核表达载体。方法:以FKBP52为抗原,通过吸附、扩增、洗脱等过程,从大容量天然噬菌体抗体库中筛选特异性单链抗体,采用ELISA方法进行特异性测定,采用生物膜干涉方法测定亲和力,再经同源重组方法构建完整抗体的真核表达载体,通过PCR及序列测定对构建的载体进行验证。结果:经过4轮筛选,获得15种与FKBP52特异结合的噬菌体抗体,其中7种得到可溶性表达;序列分析表明,7种单链抗体重链可变区分属VHⅠ、VHⅢ和VHⅣ亚群,轻链可变区分属VκⅠ、VκⅢ和VλⅠ亚群;特异性结合活性较好的4株抗体的亲和常数分别为9.723×10-8、3.500×10-8、1.203×10-8和5.323×10-8;将亲和力较好的一株单链抗体轻、重链可变区基因分别拼接到含有人κ及Ig G1恒定区基因的p CMV-L和p CMV-H真核表达载体中。结论:筛选获得多株人源抗FKBP52单链抗体,并构建了完整抗体的真核表达载体。     

单链抗体的制备及其在肿瘤诊疗中的应用

单链抗体(single-chain fragment variable, scFv)是由可变重链(VH)和可变轻链(VL)通过柔性肽接头连接在一起的小分子重组抗体。从杂交瘤中分离单链抗体的mRNA,逆转录成cDNA作为单链抗体基因扩增的模板,可得到包含大量不同VH和VL片段的单链抗体的基因文库。利用展示技术完成单链抗体亲和力和特异性筛选及鉴定,得到的单链抗体可通过各种表达系统成功表达单链抗体的蛋白质。虽然单链抗体分子量小,但已包含了完整抗体的抗原结合域,对抗原具有高特异性、高亲和力及低免疫原性,还具有较好的肿瘤组织穿透和扩散能力。因此,单链抗体已成为肿瘤诊疗方法开发中的研究热点。详细介绍了单链抗体的制备方法和问题,重点阐述了单链抗体在肿瘤诊断和治疗中的研究进展,以期为单链抗体制备及其治疗和诊断肿瘤提供理论依据。     

以Ⅳ型胶原酶为靶点的细胞内表达单链抗体的抗肿瘤作用

Ⅳ型胶原酶(包括MMP-2和MMP-9)与肿瘤的侵袭转移和恶性进展密切相关. 通过构建可在真核细胞内质网表达抗Ⅳ型胶原酶scFv M97抗体基因的真核表达载体, 应用脂质体LipofectAMINE法对人高转移性肺巨细胞癌PG细胞系进行基因治疗. 研究结果表明, 细胞内表达scFv M97对PG细胞Ⅳ型胶原酶分泌、PG细胞生长及体外侵袭能力具有显著的抑制作用, 并能明显降低PG细胞裸鼠体内成瘤性, 延长动物存活时间. 以上结果提示胞内抗体技术可以在蛋白加工、分泌这一关键步骤从根本上抑制Ⅳ型胶原酶的活性, 在肿瘤基因治疗中具有重要的应用前景.     

单域抗体与力达霉素的基因工程强化融合蛋白VL-LDP-AE的制备及其抗肿瘤作用

Ⅳ型胶原酶与肿瘤的侵袭、转移及新血管生成等过程密切相关. 单域抗体作为肿瘤靶向性载体有许多传统抗体所无法比拟的优势. 以Ⅳ型胶原酶为靶点, 以单域抗体为载体, 以强效烯二炔抗肿瘤抗生素力达霉素(LDM)为“弹头”, 采用DNA 重组与分子组装相结合的新方法, 制备抗Ⅳ型胶原酶单抗3G11的轻链可变区单域抗体VL与LDM的基因工程强化融合蛋白VL-LDP-AE. MTT结果表明, VL-LDP-AE对体外培养的肿瘤细胞有强烈杀伤作用, 对HT-1080细胞和KB细胞的IC50值分别为8.55×10-12和1.70×10-11 mol/L. VL-LDP-AE还可抑制鸡胚尿囊膜新生血管的生成并可破坏人脐静脉内皮细胞(HUVEC)形成内皮小管. 动物实验观察对小鼠移植性肝癌22(H22)的疗效. 皮下接种肿瘤, 72 h后开始给药(分别在接种后第3和第10天静脉注射2次). 以最大耐受剂量进行比较, VL-LDP-AE 0.375 mg/kg的抑瘤率为89.5%, LDM 0.05 mg/kg组的抑瘤率为69.9%, 丝裂霉素(MMC)1 mg/kg组的抑瘤率为35%. VL-LDP-AE的分子量为25.4 kD, 远小于其他形式的抗体药物分子. 作为小型、高效的抗体药物, VL-LDP-AE在肿瘤靶向治疗中有良好应用前景. 此外, 其独特的制备方法还可作为制备新型抗肿瘤抗体靶向药物的技术平台     

从大容量噬菌体抗体库中筛选抗Acr蛋白人源单链抗体

目的:从天然的大容量噬菌体抗体库中筛选特异的抗结核分枝杆菌晶体蛋白( alpha-crystallin Acr)的人源抗体.方法:以结核分枝杆菌Acr蛋白包被免疫管,通过对噬菌体抗体库进行4轮“吸附-洗脱-扩增”的过程从大容量抗体库中筛选特异性抗结核分枝杆菌Acr蛋白的抗体,并对可变区序列进行了测序分析.将特异性的噬菌体抗体感染HB2151菌,经IPTG诱导表达,制备了抗结核分枝杆菌Acr蛋白的可溶性单链抗体;对其序列和抗原结合活性进行分析鉴定.结果:经过4轮筛选,获得了43个与结核分枝杆菌Acr蛋白结合的阳性克隆,其中29个特异结合的克隆;测序分析有26不同的可变区片段;通过可溶性单链抗体(scFv)表达筛选到14株特异性结合Acr蛋白的可溶性单链抗体克隆;经过基因测序,分析了可变区基因的亚群.成功制备了可溶性单链抗体.Westren blotting分析证实筛选的人源单链抗体能与天然蛋白结合.结论:利用单链大容量抗体库获得抗结核分枝杆菌Acr蛋白的噬菌体抗体并且成功制备抗结核分枝杆菌Acr天然蛋白的可溶性单链抗体,为今后的研究和应用奠定基础.     

一株针对人EGFR的单链抗体克隆与哺乳细胞表达

目的:制备特异性抗人表皮生长因子受体(EGFR)的单链抗体(sc Fv),鉴定其生物学活性,为进一步研究基于单链抗体的免疫治疗奠定基础。方法:从分泌抗人EGFR单克隆抗体的杂交瘤细胞系提取总RNA,利用5'RACE技术扩增轻链和重链可变区(VL、VH)基因,构建具有VL、VH基因的单链抗体基因,并将构建的单链抗体基因克隆到真核细胞表达载体pc DNA3.1中进行表达和鉴定。ELISA鉴定单链抗体对抗原的特异性;Fortebio检测抗原抗体间的亲和力,流式细胞术检测单链抗体结合肺癌细胞系天然EGFR的功能活性。结果:获得唯一的轻重链可变区序列VL、VH,成功构建EGFR-sc Fv,特异性与天然EGFR蛋白结合,亲和力达3.22×10-9mol/L。结论:成功构建了抗人EGFR单链抗体,为肺癌免疫导向治疗研究奠定了基础。     

鼠源抗B型肉毒毒素单链抗体噬菌体文库的构建筛选及抗体免疫学活性的初步研究

B型肉毒毒素重链C-端片段(BoNTB/Hc)经金属螯和层析法纯化后免疫Balb/c小鼠,从其脾淋巴细胞中提取总RNA,反转录成cDNA,用抗体可变区混合引物进行全套抗体重、轻链可变区基因的扩增,体外随机装配成单链抗体(scFv)。将其克隆至pCANTAB5E中,构建单链抗体噬菌体抗体库。结果表明经过4轮"吸附-洗脱-扩增"的富集过程,筛选获得高亲和力的克隆。序列测定符合抗体可变区结构特点。     

从噬菌体抗体库中淘选血纤维蛋白特异的单链抗体

为构建小鼠噬菌体抗体库 ,以获得对人血纤维蛋白特异的抗体 ,由小鼠脾脏提取 m RNA,经反转录 PCR扩增出抗体重链、轻链可变区基因片段 ,将二者和一段编码十五肽 (Gly4 Ser) 3的 DNA接头借助重组 PCR组装成为单链抗体 (single- chain antibody,Sc Ab)基因 .将单链抗体基因插入噬菌体展示载体 p CANTAB- 5E,通过电击法转化大肠杆菌 TG1细胞 ,用辅助噬菌体 M1 3K0 7超感染 ,构建了库容量在 1 0 8以上的噬菌体单链抗体库 .利用亲和选择方法 (淘选 ) ,从噬菌体抗体库中选得血纤维蛋白特异的单链抗体 .模拟抗体成熟过程 ,用 DNA改组 (DNA shuffling)技术使抗体基因重新组合 ,构建新的改组抗体库 ,并从中选择到提高了亲和力的噬菌体单链抗体 .抗体基因在大肠杆菌中表达 ,表达蛋白经 Sephadex G- 75柱层析分离 ,得到初步纯化的单链抗体蛋白 .     

抗Ⅳ型胶原酶单链抗体在毕赤酵母中分泌表达

利用毕赤酵母系统表达抗Ⅳ型胶原酶人单链抗体。首先把目的基因克隆到毕赤酵母表达载体上,电击转化受体菌,在甲醇诱导下表达单链抗体。SDS－PAGE和免疫印迹显示毕酵母分泌表达人单链抗体,表达量约20mg/L酵母培养物。该表达系统与大肠杆菌相比,简化了表达产物的分离纯化程序。     

抗A型肉毒毒素人源三结构域抗体的重组设计与表达

以获得的抗A型肉毒毒素人源单链抗体ScFvB17为模板 ,PCR扩增抗体ScFv基因的重链可变区 (VH)和轻链可变区 (Vκ) ,以重链恒定区 1(CH1) 5′端 12个氨基酸的序列作为连接肽 ,构建成三结构域抗体分子 :VH_连接肽_Vκ(VH Vκ)。重组VH Vκ抗体分子在大肠杆菌中得到高效表达 ,其表达量占菌体总蛋白质的 34%以上。表达的蛋白质在菌内形成包含体 ,采用镍柱金属鏊合层析法对该包含体进行纯化 ,得到了纯度高达 95 %的VH Vκ。ELISA等实验结果显示 ,重组设计并制备的三结构域抗体蛋白VH Vκ不但可以特异识别毒素抗原 ,具有与原母本单链抗体ScFv相同的抗原特异性 ,而且具有了更高的相对亲和力和稳定性。     

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     

可内化的人源抗Met基因工程抗体Fab的亲和力成熟与特性分析

应用噬菌体展示技术制备抗Met(HGF受体,一个与肿瘤发生、侵袭和转移相关原癌基因产物)特异性、高亲和力的全人Fab片段.Fab基因分三步合成,以从错配PCR突变库中筛选出的Fab基因可变区为模板,扩增VH和VL基因,分别与CH1、CL基因融合,合成Fd和L基因,再拼接合成Fab基因,克隆于pComb3XSS中,构建Fab次级抗体库.经细胞筛选和固相筛选,获得高亲和力阳性克隆.工程菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和蛋白质印迹分析,在25ku和27ku出现预期大小蛋白质条带.Fab分子经流式细胞术、免疫沉淀、细胞免疫荧光检测,结果表明,Fab能够与S114和MKN45细胞膜上的Met胞外区特异性结合,而与阴性细胞NIH3T3不结合.抗体内化分析显示,Fab能够与标记肥皂草毒素(ZAP)的抗人IgG结合,并进入细胞内,抑制Met阳性细胞的生长,揭示该抗体能够与Met特异性结合,并且被细胞内化.该抗体有望成为肿瘤临床诊断或治疗的候选分子.     

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。     

抗人血管内皮生长因子单链抗体基因的构建、表达及活性鉴定

鼠单克隆抗体E11能与人血管内皮生长因子(VEGF)特异结合,已用于临床检测恶性肿瘤细胞VEGF的表达,并初步证明其体内抑瘤活性。为便于大规模生产,特进行基因工程改造,构建小分子的单链抗体(scFv)。首先通过逆转录及多聚酶链式反应(PCR),分离并克隆E11的可变区基因。经测序表明,E11轻链可变区(VL)基因全长333bp,编码111个氨基酸,归属小鼠轻链可变区基因第Ⅲ亚组。重链可变区VH基因全长369bp,编码123个氨基酸,归属小鼠重链可变区基因Ⅱ(A)亚组。然后用一编码亲水性多肽接头的DNA片断将E11单抗轻、重链可变区基因连接,构建表达质粒pET-15YV,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达。表达产物(包含体)经变性及复性后,用免疫组化法检测该单链抗体结合抗原(颊癌)能力。对颊癌组织检测的结果表明,基因工程抗体scFv与亲代抗体一样,具有较高的组织特异性。本研究获得的抗人VEGF单链抗体具有潜在的临床价值,为肿瘤放射免疫显像及以血管为靶标的抗血管生成治疗奠定了基础。     

一种具有人VEGF结合活性的人源单一重链可变区的克隆与表达

为避免一种来自五特征转基因小鼠的全人VEGF单克隆IgM抗体分子量大的不足,本研究探讨了该抗体单一重链可变区的功能特性。首先,PCR获得该抗体的重链可变区,将该序列克隆至pET28a表达载体内,在大肠杆菌中进行了诱导表达。通过变性纯化和复性等方法获得了具有生物学活性的16kDa重组抗体片段——rhVVH。体外结合实验表明,rhVVH保留有完整免疫球蛋白的人VEGF结合活性。人脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖抑制实验表明:rhVVH可以剂量依赖性的抑制HUVEC的增殖。上述结果揭示了该抗体单一重链可变区保留有完整抗体的部分功能,为进一步开展全人源VEGF单克隆IgM抗体小型化研究奠定了基础。