噬菌體抗體庫技術(shù)是一項新的基因工程抗體制備技術(shù),在人源性抗體的克隆,抗體性能的改造,以及抗體基因的研究等方面都具有重要的理論及實用價值。噬菌體抗體庫技術(shù)能夠迅速發(fā)展,重要的一點(diǎn)是在于它具有高效的篩選能力。能否從抗體庫中得到預(yù)期抗體受到很多因素的制約,包括抗體庫庫容、多樣性、保存條件、擴(kuò)增情況以及篩選過程等。篩選策略需要根據(jù)抗原的性質(zhì)而定,一般來說,獲得純的抗原對噬菌體抗體庫的篩選大有裨益,會使篩選容易得多。然而,有的時候難以獲得純的抗原或根本無法獲得,這就需要設(shè)計切實可行的篩選方法。
經(jīng)典抗體庫篩選方法
經(jīng)典的抗體庫篩選方法是利用固相或液相化抗原篩選。一般來說,純化后的可溶性蛋白純度高,量足,可以直接包被ELISA板,是篩選特異性抗體的最佳選擇。有些情況下,需要獲得針對某一特殊蛋白的單克隆抗體,也可以用抗這種蛋白的其他單克隆抗體捕捉抗原的方法進(jìn)行篩選。
固相化抗原篩選法
顧名思義,固相化抗原篩選就是固定抗原去篩選游離的抗體。該法有兩種篩選方式:ELISA微孔板篩選和免疫試管篩選。目前ELISA微孔板篩選已經(jīng)成為一項常用的技術(shù),而后改進(jìn)的免疫試管法可顯著增加包被抗原的面積和抗原抗體接觸的機(jī)會。且抗原管篩選效果較好又易于操作,3-4輪的富集后獲得的特異性抗體比例較高,在篩選過程中噬菌體抗體回收率的逐漸升高是特異性抗體富集的表現(xiàn),可作為判斷篩選效果的指標(biāo)。
液相化抗原篩選法
固相篩選消耗抗原較多,且有的抗原在固相化后會破壞抗原表位;不太容易根據(jù)抗體庫和抗原的性質(zhì)進(jìn)行量化處理,因而在對抗體親和力的選擇時效果欠佳。將抗原生物素標(biāo)記后在液相中利用鏈霉親和素包裹的磁珠進(jìn)行篩選是一種新手段,其優(yōu)點(diǎn)是:① 篩選效率高,增加了噬菌體顆粒與抗原接觸的機(jī)率,能夠把拷貝數(shù)較少或親和力較低的抗體從庫中有效的分離出來;②可解決抗原固相化后表位破壞的問題;③可根據(jù)抗體庫的庫容、抗原相對分子質(zhì)量及純度等對篩選體系進(jìn)行靈活調(diào)整;④可在一定程度上預(yù)先確定所期望抗體的親和力。
液相篩選法效率很高,篩選過程中具有抗原結(jié)合活性的噬菌體抗體富集明顯,但在獲得的克隆中特異性好的比例較低,而大多數(shù)抗體非特異性的與多種抗原結(jié)合。有些情況下對抗體庫的篩選期望是從中獲得很高親和力的抗體而避開低親和力抗體,解離速率篩選很好的解決了這一問題。在生物素化抗原與不同親和力的噬菌體抗體特異性結(jié)合后,向篩選體系中加入超量的未標(biāo)記抗原,由于抗體與抗原的結(jié)合是一種動態(tài)的過程,親和力較低的噬菌體抗體首先從已結(jié)合的生物素化抗原上解離,并被大量游離的未標(biāo)記的抗原捕獲,而仍然保持與生物素化抗原的結(jié)合而被鏈親和素磁珠吸附出來的就是親和力較高的抗體。
固相與液相化抗原篩選法的選擇
當(dāng)抗體庫庫容較大,預(yù)期目的抗體的拷貝數(shù)較多或親和力較高且抗原來源豐富時,固相化抗原篩選法可靠易行,有利于得到高親和力、高特異性的抗體。在目的抗體預(yù)期較難獲得或固相化抗原篩選未成功時,可使用生物素化抗原液相篩選法,才有可能得到滿意的效果。當(dāng)篩選的目的是選擇高親和力抗體時,液相篩選法的優(yōu)勢明顯,特別是解離速率篩選更高效、快捷和重復(fù)性好,是一種較為理想的手段。
其他抗體庫篩選方法
細(xì)胞篩選法
當(dāng)有些抗原難以得到或?qū)ζ湫再|(zhì)一無所知時,細(xì)胞篩選法可作為一種備選方案。細(xì)胞篩選的最大問題是如何去除背景,因為細(xì)胞表面的抗原位點(diǎn)很多,因此,需要去除非特異性結(jié)合的噬菌體而富集到目的抗體較為困難。去除背景最常用的方法是將抗體庫與不表達(dá)特異性抗原的細(xì)胞(空白細(xì)胞)預(yù)吸附,去除非目的抗體(陰性選擇),再用經(jīng)吸附的噬菌體與靶細(xì)胞結(jié)合,得到與靶細(xì)胞結(jié)合的抗體(陽性選擇),經(jīng)過數(shù)輪的“陰性選擇-陽性選擇-擴(kuò)增”,針對靶分子的抗體富集。細(xì)胞篩選法的缺點(diǎn)是在陰性選擇過程中,只有小部分非特異噬菌體被去除,又因為反復(fù)選擇,一些拷貝數(shù)較少的陽性克隆丟失。這也能解釋了為什么用細(xì)胞篩選所得到的陽性克隆在數(shù)量上和多樣性都不及抗原篩選。由于細(xì)胞篩選比較難于富集目的克隆,所以需要增加富集篩選的輪數(shù)。
組織篩選法
針對動物組織表達(dá)的蛋白很難用簡單的辦法純化獲得,在純化過程中很容易導(dǎo)致該蛋白丟失失去天然構(gòu)象。利用組織篩選在理論上能更有效的篩選獲得有應(yīng)用價值的抗體。此方法需要制備組織切片。
體內(nèi)篩選法
近年來,通過把抗體庫注入裸鼠體內(nèi)進(jìn)行噬菌體的體內(nèi)篩選已獲成功。與體外篩選相比,這種組織和細(xì)胞是自然的三維微環(huán)境中,其篩選結(jié)果更為真實。體內(nèi)篩選效率低,篩選難度大,對庫的要求也更高,通常庫的多樣性要求達(dá)到108-109,同時還要盡量減少空噬菌體的含量,在實際操作中也可采用未擴(kuò)增的原始文庫進(jìn)行篩選。
蛋白質(zhì)芯片篩選法
蛋白芯片同基因芯片原理類似,在載體上點(diǎn)布大量不同種類的蛋白質(zhì),是一種高通量的蛋白功能分析技術(shù)。蛋白質(zhì)芯片法能同時檢測大量抗體抗原反應(yīng),并通過掃描儀對熒光強(qiáng)度的讀取,由計算機(jī)對待測樣本進(jìn)行分析與計算。蛋白芯片不僅具有高通量的優(yōu)點(diǎn),還具有高敏性和低假陽性的特點(diǎn)。但是,在生物體內(nèi),大多數(shù)的抗體是識別抗原的非連續(xù)性表位的,正確識別并篩選出這些抗體,就需要蛋白質(zhì)芯片上的蛋白質(zhì)是全長、正確折疊且具有生物功能的。這一點(diǎn)對蛋白質(zhì)芯片提出了挑戰(zhàn)。
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