噬菌体抗体库技术研究进展

噬菌体抗体库技术是利用PCR扩增出抗体的全套可变区基因,将抗体分子DNA片断如Fab或单链抗体(ScFv)与噬菌体外壳蛋白基因PⅢ或PVⅢ连接,使融合蛋白表达于噬菌体颗粒的表面,经过“吸附-洗脱-扩增”过程富集筛选特异性抗体。这一技术将抗体基因型和表型联系在一起,使识别抗原的能力和噬菌体的可扩增性统一起来,较好的模拟了体内的抗体产生的过程,成为一种高效的筛选体系。本文就噬菌体抗体库技术的原理、构建、筛选及其应用研究进展做一综述。     

抗猪流感噬菌体单链抗体库的构建与筛选

利用噬菌体展示技术构建猪流感病毒噬菌体抗体库,并筛选出猪流感高特异性、高亲和力的单链抗体(scFv)。以猪流感病毒免疫BALB/c小鼠,提取脾细胞总RNA,反转录后以cDNA为模板扩增获得VH基因和VL基因,并采用重叠延伸PCR(SOE-PCR),用柔性多肽Linker接头(Gly4Ser)按VH-Linker-VL方式将VH基因和VL基因拼接成scFv基因片段。将scFv基因和pCANTAB5E载体分别双酶切(SfiⅠ/NotⅠ)后连接,转化宿主菌TG1,经过辅助噬菌体M13K07拯救,构建噬菌体单链抗体库。以猪流感病毒为抗原包被96孔酶标板,经过3轮的亲和富集筛选,用Phage-ELISA鉴定阳性重组抗体。本研究成功构建出库容约为4×106cfu/mL抗猪流感病毒的单链抗体库,并筛选出4株特异性抗猪流感病毒的scFv抗体,能够与鼠源阳性多抗进行竞争结合猪流感病毒,为抗猪流感病毒转基因猪的研究奠定基础。     

噬菌体抗体库技术

噬菌体抗体是表面表达有单链抗体（Singlechain Fv,ScFv）或抗体Fab段的噬菌体,用基因克隆技术将B细胞全套可变区基因克隆出来,组装到表达载体内并表达到噬菌体表面成为噬菌体抗体的群体,即为噬菌体抗体库.该技术是丝状噬菌体展示（phage display）与抗体组合文库技术相结合而成.其基本路线为用PCR方法扩增抗体全套可变区基因,重组到噬菌体载体中,并通过与丝状噬菌体的外壳蛋白形成融合蛋白,把Fab段或ScFv表达到噬菌体表面.通过＂吸附-洗脱-扩增＂的富集过程,从中筛选出特异性抗体的可变区基因.     

鼠源性抗雄性特异性抗原噬菌体Fab抗体库的构建

利用雄鼠脾细胞免疫6~7周龄C57BL/6雌鼠,加强免疫后取脾细胞,TRIZOL法提取细胞总RNA,并逆转录合成cDNA第一条链。以其为模板,利用特异性Ig基因的引物PCR扩增出重链Fd片段和κ链基因,并将扩增出基因重组到噬质粒载体pComb3中,重组噬质粒转化大肠杆菌XL1-Blue中,分别构建κ链基因库和抗体Fab段基因库。分别经蓝白斑筛选,计算转化效率,通过PCR反应和双酶切反应鉴定抗体库的重组率,轻链、重链Fd段基因的重组率均为80%。抗体Fab段基因库经过辅助噬菌体VCSM13超感染,成功构建了鼠源性噬菌体Fab抗体库,并测定噬菌体抗体库的库容和滴度,结果分别为1.5×107,3.2×1011pfu/mL。对噬菌体抗体库的18个克隆进行ELISA分析,结果显示以雄鼠脾细胞作为抗原时,有9个克隆含有雄性特异性的噬菌体抗体,而以雄鼠睾丸细胞作为抗原时,有8个克隆与睾丸细胞呈现结合活性。噬菌体抗体库的构建为雄性特异性抗原的鼠源性噬菌体抗体Fab片段的筛选及其应用、雄性特异性抗原和抗体功能性分子基础的研究奠定了坚实基础。     

噬菌体抗体库技术及其研究策略

噬菌体抗体库技术是近年发展起来的将抗体基因与噬菌体外壳蛋白基因在其表面进行融合表达的技术。可用来构建噬菌体抗体库 ,并可从中制备各种基因工程抗体 ,为抗体的进一步开发应用提供了具有良好前景的新方法。     

噬菌体展示系统的构建及其在疾病防控领域应用研究进展

噬菌体展示技术作为目前应用广泛的展示抗体技术,逐渐成为生产基因工程抗体的重要工具。噬菌体展示技术是以噬菌体或噬菌粒为载体,通过将外源多肽基因整合到噬菌体基因中,以融合表达的形式将外源蛋白展示在噬菌体表面的分子生物学技术。近年来,噬菌体展示技术在抗体筛选领域的应用越来越广泛,与传统制备抗体的方法相比,噬菌体展示技术具有通量高、成本低、操作简单等特点,且通过该技术筛选得到的抗体不仅可在标签蛋白的辅助下进行选择和纯化,还可通过基因测序的方法得到单链抗体的完整基因序列。笔者首先对噬菌体抗体库进行分类,根据抗体的来源将噬菌体抗体库分为天然抗体库和免疫抗体库,通过免疫动物制备的抗体文库的特异性、抗体阳性率明显高于天然抗体文库;其次简述了噬菌体抗体库的构建流程,其中噬菌体表达载体的选择是展示技术的关键,整合了噬菌粒基因的辅助噬菌体侵染其特异性菌株,从而通过抗生素平板对该系统进行选择性筛选;最后讨论了噬菌体展示技术在疾病防控领域应用的研究进展,抗体的首次人源化使同源性抗体在临床上应用成为可能,后续用于预防和治疗病毒性疾病的动物同源性抗体的研发进一步证明了噬菌体展示技术用于生产诊断或潜在治疗试剂的能力。该综述主要聚焦于噬菌体展示系统的构建及其在疾病防控领域的应用,以期对后续通过噬菌体展示技术筛选单链抗体的应用提供指导。     

抗庆大霉素噬菌体抗体库的构建和筛选

本研究使用噬菌体抗体库技术筛选针对庆大霉素（gentamicin）的单链抗体。以抗庆大霉素杂交瘤细胞株（2A3）为基因来源构建scFv基因,连接至pCANTAB5E噬菌粒载体,通过电击转化TG1（Escherichia coli TG1）构建了库容量为6.5×106噬菌体单链抗体库。抗庆大霉素噬菌体单链抗体库进行三轮富集筛选,通过Phage-ELISA技术成功筛选出了9个抗庆大霉素噬菌体阳性克隆,为开发新型残留检测用抗体奠定了基础。     

抗诺氟沙星噬菌体单链抗体库的构建与筛选

应用噬菌体展示和重组抗体技术制备抗诺氟沙星(NFLX)单链抗体库,筛选获得抗NFLX高特异性、高亲和力的单链抗体scFv。将NFLX与BSA化学偶联获得的免疫源,免疫Balb/C小鼠,提取脾细胞RNA,反转录获得cDNA。以针对鼠源重链可变区(VH)及轻链可变区(VL)基因的特异性引物,扩增获得VH基因和VL基因。通过SOE-PCR法将VH基因和VL基因通过柔性多肽Linker((Gly4Ser)3)拼接成VH-Linker-VL片段,酶切(sfiⅠ+NotⅠ)处理后,插入噬粒载体pCANTAB5E,并转化宿主菌TG1,通过辅助噬菌体M13K07拯救,构建抗NFLX噬菌体单链抗体库。以包被抗原NFLX-OVA包被96孔板,亲和富集法,经三轮淘筛,间接Elisa初步检测重组scFv的特异性抗原结合活性。成功构建噬菌体单链抗体库,获得鼠源抗NFLX特异性的scFv,噬菌体中scFv插入率为90%,获得库容约为1.3×106的抗NFLX噬菌体单链抗体库,筛选得到5株抗NFLX的scFv。为运用噬菌体展示抗体技术制备特异性抗药物单抗及进一步建立药残检测新技术奠定了基础。     

抗乙肝病毒人源噬菌体单链抗体库的构建及筛选

为了构建抗乙肝病毒人源噬菌体特异性单链抗体库,从中筛选抗乙肝病毒人源噬菌体单链抗体库特异性单链抗体,试验提取患者外周淋巴细胞总RNA,以总RNA为模板,通过RT-PCR技术分别扩增出H链和L链可变区基因,采用SOE-PCR方法将VH和VL片段随机拼接成ScFv片段,然后将ScFv片段克隆至pCANTAB5E载体,电转E.coil TG1,构建抗乙肝病毒人源单链抗体库,并从中筛选阳性克隆抗体。结果表明:经过5轮筛选,获得2株能与乙肝病毒抗原特异性结合的阳性克隆。说明利用噬菌体抗体技术可不经免疫制备抗乙肝病毒人源噬菌体特异性单链抗体。     

噬菌体展示技术在动物病毒研究中的应用

噬菌体展示技术是20世纪80年代逐步建立并发展起来的一项分子生物学新技术。它以噬菌体或噬粒为载体,使外源肽或蛋白基因与噬菌体表面特定蛋白基因在其表面进行融合表达,进而通过亲和富集法筛选表达有特异肽或蛋白质的噬菌体。利用噬菌体表面展示技术可以构建抗体库、随机肤库、蛋白质突变体库和cDNA文库,从而广泛用于抗原表位、抗体、配体、细胞内信号转导以及药物筛选等研究,具有广阔的应用前景。本文跟踪了目前噬菌体展示技术在动物病毒检测领域的最新研究进展和发展前景。     

抗重组猪蛔虫抗原AD41蛋白鼠源性单链抗体库的构建及筛选

为了构建重组猪蛔虫抗原AD41蛋白鼠源性单链抗体库,试验用重组蛋白AD41抗原免疫接种Balb/c小鼠,提取小鼠脾脏总RNA,以总RNA为模板经RT-PCR合成cDNA,再以cDNA为模板,用小鼠免疫球蛋白重链和轻链设计引物,分别扩增重链和轻链可变区基因,利用SOE-PCR法将VH和VL片段随机拼接成单链抗体(ScFv)片段,将其克隆入质粒表达载体pCANTAB5E中,转化于大肠杆菌TG1,通过辅助噬菌体M13K07援救构建噬菌体单链抗体库。结果表明:从30个噬菌体克隆中筛选到25个阳性克隆。说明成功地构建了抗重组猪蛔虫抗原AD41蛋白鼠源性单链抗体库。     

禽流感免疫噬菌体抗体库构建及ELISA检测方法的建立

本研究应用噬菌体抗体库技术筛选禽流感亚型病毒Fab抗体,并建立相应ELISA检测方法。用禽流感亚型混合疫苗免疫小鼠,取其脾脏提取总RNA用于扩增免疫球蛋白轻链和重链基因,克隆至噬菌粒pComb3,然后转化入感受态细胞XL1-Blue中,以10¹² CFU辅助噬菌体VCSM13进行感染后,获得Fab抗体库容量为8×10⁷ CFU。以H5N1病毒为抗原进行4轮亲和筛选,获得特异性结合的克隆,利用获得的特异性克隆进行ELISA检测方法的建立。     

日本乙型脑炎病毒E抗原表位的筛选

为筛选日本乙型脑炎病毒(JEV)的E抗原表位,本实验以抗JEV E蛋白的单克隆抗体(MAb)作为固相筛选分子,应用噬菌体表面展示技术,按消减、结合、洗脱、扩增的顺序筛选噬菌体七肽库,挑取噬菌体单克隆培养并采用MAb包被的ELISA鉴定,对阳性克隆测序分析,确定JEV E抗原模拟表位的氨基酸序列.设计合成包含该表位的E抗原15肽(E-365GGADSMSMAGMAVSYE-379)cDNA序列,与pGEX-KG构建重组表达质粒,诱导表达重组多肽并进行western blot验证.经过4轮筛选后,噬菌体得到高度富集,挑取单克隆采用MAb包被进行ELISA鉴定,有22个克隆呈阳性.对重组多肽进行western blot验证,结果表明该重组多肽能够特异结合兔抗JEV多克隆抗体.本实验成功筛选出JEV结构蛋白E的特异性噬菌体模拟表位,为开展用JEV抗原表位探索JEV的防制研究创造了条件,为多肽疫苗研制、药物筛选以及特异血清学诊断方法的建立提供重要依据.     

抗猪脂肪细胞膜单链抗体基因的构建及鉴定

应用噬菌体展示技术，从猪脂肪细胞免疫的小鼠脾细胞mRNA中构建出单链抗体(scFv)cDNA文库。cDNA文库克隆到噬菌粒载体pCANTAB5E，转化E.coli TG1,通过噬菌体表面展示，用猪脂肪细胞对表达的重组噬菌体单链抗体文库进行3轮亲和富集，筛选出了猪脂肪细胞膜scFv，为今后的应用奠定了基础。     

Display and selection of chicken IgA Fab fragments

Passive immune therapy is regaining interest to prevent and cure infectious diseases both in human and veterinary medicine. Therefore, systems are required that enable efficient targeted selection of antibodies originating from virtually any animal species. Here, a system for the selection of chicken IgA, using phage display, is described. A novel phagemid vector (pChick3) for the display and selection of chicken IgA antibodies in Fab format was developed. The functionality of pChick3 was demonstrated by construction of an immune antibody library using B cells from chickens infected with Eimeria acervulina. From this library, 10 different IgA fragments with specific binding to the E. acervulina antigen mix, the sporozoite or oocyst fractions were selected. These results demonstrate the efficiency and versatility of the pChick3 vector system that can readily be applied to construct libraries and subsequently select antibodies of the alpha isotype against a wide variety of pathogens and parasites.