人源化抗体构建过程中假链的产生及应对策略
人源化单克隆抗体的构建技术
人源化单克隆抗体的构建技术摘要:单克隆抗体从问世到现在已广泛应用于临床,经历了一段曲折的发展历程。
其中人源化抗体是一个重要的里程碑,并伴随着一系列重大的技术革新,如PCR 技术、抗体库技术、转基因动物等。
抗体技术从最初的嵌合抗体、改型抗体逐渐发展为今天的人源化抗体。
本文综述了人源化单克隆抗体的构建技术。
关键词:人源化,单克隆抗体,构建从20世纪70年代英国学者Milstein和德国学者Kohler利用细胞融合技术首次成功地制备出单克隆抗体以来[1],单克隆抗体在医学、生物学、免疫学等诸多学科中发挥了巨大的作用。
单克隆抗体可用于分析抗原的细微结构及检验抗原抗体未知的结构关系,还可用于分离、纯化特定分子抗原,甚至用于临床疾病的诊断和治疗等。
然而,单克隆抗体技术在临床治疗应用中的进展却很慢,主要原因是目前单克隆抗体大多是鼠源性的,而鼠源性单克隆抗体应用于人体治疗时存在诸多问题:一是不能有效地激活人体中补体和Fc受体相关的效应系统;二是被人体免疫系统所识别,产生人抗鼠抗体(human antigen mouse antibody,HAMA);三是在人体循环系统中被很快清除掉。
因此,在保持对特异性抗原表位高亲和力的基础上进行人源化改造,减少异源抗体的免疫原性,成为单克隆抗体研究的重点[2]。
随着对抗体基因的研究和DNA分子重组技术的应用,通过基因改造获得特异性抗体成为可能。
1989年Huse等首次构建了抗体基因库,从而使抗体的研究从细胞水平进入到分子水平,并推动了第3代抗体—基因工程抗体技术的发展。
至此,抗体的产生技术经历了三个阶段:经典免疫方法产生的异源多克隆抗体;细胞工程产生的鼠源单克隆抗体及基因工程产生的人源单克隆抗体。
人源化抗体就是指抗体的可变区部分(即Vh和Vl区)或抗体全部由人类抗体基因所编码。
人源化抗体可以大大减少异源抗体对人类机体造成的免疫副反应。
人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人源化抗体。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是指将动物来源的抗体(如小鼠抗体)转化为人源化的抗体,以增强其在人体内的稳定性和效力。
这一技术的研发和应用,为人类在治疗疾病方面带来了革命性的变革。
本文将介绍抗体人源化的主要原理,从基因工程的角度解释其实现方法。
抗体人源化的主要原理基于两个关键概念:可变区和框架区。
可变区决定了抗体的特异性,而框架区则决定了抗体的稳定性和结构。
在动物来源的抗体中,可变区和框架区通常相互关联,难以分离。
为了实现抗体人源化,需要对这两个区域进行调整和优化。
人源化抗体的设计通常涉及到克隆和表达人类免疫球蛋白基因。
其中,免疫球蛋白基因是一种编码抗体的基因,包括了可变区和框架区。
通过克隆和表达人类免疫球蛋白基因,可以获得人类免疫球蛋白。
为了使人源化抗体具有与动物来源抗体相似的特异性和效力,需要将动物来源抗体的可变区与人类免疫球蛋白基因的框架区进行重组。
这一步骤需要利用基因工程技术,将动物来源抗体的可变区和人类免疫球蛋白基因的框架区进行融合。
通过这种方式,可以将动物来源抗体的特异性与人类免疫球蛋白的结构相结合,实现抗体人源化。
在抗体人源化的过程中,还需要考虑到抗体的亲和力和稳定性。
亲和力是指抗体与靶标结合的紧密程度,而稳定性则是指抗体在人体内的耐受性和长期效果。
为了增强抗体的亲和力和稳定性,可以通过点突变和序列优化的方法进行改良。
点突变是指通过人工改变抗体分子中的一个或多个氨基酸残基,以增强其与靶标的结合能力。
序列优化则是指通过人工改变抗体分子的氨基酸序列,以增强其稳定性和生物活性。
抗体人源化的主要原理可以总结为:克隆和表达人类免疫球蛋白基因,重组动物来源抗体的可变区和人类免疫球蛋白基因的框架区,通过点突变和序列优化的方法进行改良,以获得具有高亲和力和稳定性的人源化抗体。
抗体人源化技术的发展和应用,为药物研发和临床治疗提供了新的途径。
相比于动物来源的抗体,人源化抗体在人体内的稳定性和效力更高,副作用更少。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是一种生物技术手段,用于将动物源性抗体转化为人源性抗体,以提高其在临床应用中的效果和安全性。
这一技术的主要原理是通过基因工程方法将动物免疫系统中产生抗体的基因导入到人体细胞中,使其能够产生与动物源性抗体具有相同抗原特异性的人源性抗体。
抗体是人体免疫系统中的重要组成部分,其能够识别并结合到入侵体内的病原体或异常细胞,从而触发免疫反应,清除这些病原体或异常细胞。
然而,由于动物源性抗体与人体内抗原的差异,使用动物源性抗体在临床应用中存在一些问题,如免疫原性反应、抗体产量低、抗体结构与功能的不稳定等。
为克服这些问题,科学家们开展了抗体人源化的研究。
首先,需要从动物中提取抗体基因,通常是通过免疫动物模型来获得。
然后,利用基因克隆技术将这些抗体基因导入到人源细胞中,使其能够产生与动物源性抗体具有相同抗原特异性的抗体。
这一过程主要包括以下几个步骤:1. 抗体基因的选择和克隆:从动物的淋巴细胞中提取抗体基因,通常是通过PCR技术扩增目标基因。
然后,将扩增的基因序列进行纯化和克隆,得到抗体基因的克隆片段。
2. 基因导入和表达:将抗体基因导入到人源细胞中,通常是通过转染等技术实现。
导入后,细胞会利用其自身的机制进行基因的表达和蛋白质的合成,从而产生人源性抗体。
3. 抗体的筛选和优化:通过筛选和优化的方法,从转染的细胞中筛选出产生目标抗体的细胞株。
同时,可以通过基因工程方法对抗体的结构和功能进行优化,以提高抗体的亲和力和稳定性。
4. 抗体的大规模生产:一旦获得了产生目标抗体的细胞株,就可以进行大规模的抗体生产。
通常采用的方法是利用细胞培养技术,将产生目标抗体的细胞株培养在培养基中,通过细胞的分裂和增殖,大量产生目标抗体。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程方法将动物免疫系统中产生抗体的基因导入到人体细胞中,使其能够产生与动物源性抗体具有相同抗原特异性的人源性抗体。
这一技术的应用广泛,不仅可以用于治疗各种疾病,如肿瘤、感染性疾病等,还可以用于研究和诊断。
抗体设计优化方法完善
抗体设计优化方法完善概述:随着生物技术的发展和对新型疾病治疗的需求增加,抗体设计优化方法成为当前热点研究领域之一。
抗体具有高度特异性和亲和性,因此被广泛应用于治疗、诊断和药物研发领域。
然而,传统的抗体设计方法存在一些限制和挑战,需要不断进行优化和改进。
一、抗体设计的优化方法1. 构建抗体库抗体库是一种包含大量不同抗体序列的资源库。
通过构建抗体库,可以筛选出具有理想功能和性能的抗体。
目前,常见的抗体库包括人源化抗体库、小鼠(或其他动物)源性抗体库等。
构建抗体库可以通过多种技术实现,如脾细胞、B细胞或抗体合成。
2. 序列优化在抗体设计中,通过对抗体序列进行优化,可以增强其抗原亲和力和稳定性。
序列优化包括两个方面:一方面是改变抗体的重链和轻链的可变区序列,以提高其亲和力和特异性;另一方面是改变抗体的框架区序列,以提高其稳定性和生产效率。
3. 合成生物学方法合成生物学是一种利用工程化的方法来设计和构建生物系统的学科。
在抗体设计中,合成生物学方法可以用来合成人工抗体、创造具有特定功能的抗体,或者在特定位点上进行修饰。
合成生物学方法的主要优势在于它可以通过对抗体的基因进行修饰,从而使其具有特定的特性。
4. 体外进化体外进化技术是一种通过人工模拟自然进化过程来筛选出具有理想特性的抗体的方法。
它通过构建抗体库,利用高通量筛选技术来筛选出具有理想结合特性的抗体。
通过不断地进行迭代和演化,可以获得更高亲和力和特异性的抗体。
二、抗体设计优化方法的局限性和挑战1. 抗体多样性由于人体内有数百万个B细胞,每一个B细胞的抗体都是独一无二的,因此抗体的多样性非常庞大。
当前的抗体设计优化方法尚未能够完全覆盖所有可能的抗体序列和变异类型,因此仍然存在一定的限制。
2. 抗体稳定性抗体在体内外环境中容易受到蛋白酶的降解,这限制了抗体的应用。
目前的抗体设计优化方法尚未解决抗体稳定性的挑战,需要进一步研究和改进。
3. 高通量筛选技术虽然高通量筛选技术是抗体设计优化的重要手段之一,但其仍然面临一些挑战。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是一种重要的生物技术,它可以将动物源性抗体转化为人源性抗体,从而提高抗体的稳定性和效力。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组,从而得到具有人源性的抗体。
抗体是一种能够识别和结合特定抗原的蛋白质分子,它们在人体的免疫系统中起着重要的作用。
传统上,抗体是从动物体内提取的,如小鼠、兔子等。
然而,这些动物源性抗体在临床应用中存在一些问题,如免疫原性反应、免疫复合物形成等。
因此,研究人员开始探索将动物源性抗体转化为人源性抗体的方法。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组,从而得到具有人源性的抗体。
具体来说,抗体人源化的过程包括以下几个步骤:1. 克隆动物源性抗体的基因序列。
这一步骤通常通过PCR技术从动物体内提取的抗体细胞中扩增出抗体基因序列。
2. 选择人源性抗体的框架区域。
人源性抗体的框架区域是指抗体分子中不参与抗原结合的区域,它们具有较高的稳定性和低的免疫原性。
因此,选择人源性抗体的框架区域可以提高抗体的稳定性和降低免疫原性。
3. 将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组。
这一步骤通常通过PCR技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行连接,从而得到具有人源性的抗体。
4. 通过表达和纯化技术得到抗体。
将重组后的抗体基因序列导入表达系统中,通过表达和纯化技术得到具有人源性的抗体。
抗体人源化的主要优点是可以提高抗体的稳定性和效力,降低免疫原性反应和免疫复合物形成等问题。
此外,抗体人源化还可以减少动物实验的使用,从而降低动物伦理问题和成本。
总之,抗体人源化是一种重要的生物技术,它可以将动物源性抗体转化为具有人源性的抗体,从而提高抗体的稳定性和效力。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组。
随着生物技术的不断发展,抗体人源化技术将在临床应用中发挥越来越重要的作用。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是一种重要的生物工程技术,通过对抗体进行基因工程改造,使其具备与人类抗体相似的结构和功能,从而增强其在治疗和诊断领域的应用。
抗体人源化的主要原理包括人源化基因设计、基因克隆、表达和纯化等步骤。
人源化基因设计是抗体人源化的关键步骤之一。
一般来说,人源化的抗体是通过将小鼠源抗体的可变区与人源抗体的框架区(FR)进行重组来实现的。
在设计人源化基因时,需要选择与小鼠源抗体可变区高度同源的人源抗体可变区作为替代。
这样,可以保留小鼠源抗体的结构和功能,同时减少人体免疫系统对抗体的排斥反应。
基因克隆是将人源化基因插入真核表达载体的过程。
首先,需要设计引物,引物的选择应根据人源化基因的序列设计,确保引物与目标基因的特异性和互补性。
然后,通过PCR反应扩增人源化基因,并经过酶切和连接等步骤,将目标基因插入真核表达载体。
最后,将重组的质粒转化到大肠杆菌中,经过筛选和测序,得到正确的克隆。
接下来,表达是指将基因在宿主细胞中转录和翻译成蛋白质的过程。
通常使用哺乳动物细胞作为表达宿主,如CHO细胞或HEK293细胞。
将重组的真核表达载体导入到宿主细胞中,通过细胞培养和优化培养条件,促使基因在细胞中进行表达。
随着基因的表达,抗体蛋白质会被合成和折叠成稳定的三维结构。
纯化是将表达的抗体蛋白质从细胞培养上清中提取和纯化的过程。
通常采用亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤等技术,根据抗体的特性和目的,选择合适的纯化方法。
通过这些纯化步骤,可以去除杂质和其他蛋白质,最终得到高纯度的抗体。
抗体人源化技术的主要原理是通过基因工程手段将小鼠源抗体改造成人源化抗体,使其在结构和功能上更接近人类抗体。
这样做的目的是为了减少抗体治疗中的免疫反应和排斥反应,提高抗体的治疗效果和安全性。
抗体人源化技术的发展为临床医学带来了革命性的突破,为疾病的治疗和诊断提供了更多选择和可能性。
总结起来,抗体人源化的主要原理包括人源化基因设计、基因克隆、表达和纯化等步骤。
人源化单克隆抗体的制备方法
人源化单克隆抗体的制备方法人源化单克隆抗体的制备方法1. 引言人源化单克隆抗体作为一种重要的生物药物,在医学诊断和治疗上发挥着重要的作用。
它们能够通过特异性结合目标物质,如病毒、癌细胞等,以识别、中和或破坏它们,具有广泛的应用前景。
人源化单克隆抗体通过将小鼠源的初始抗体进行改造和人源化,弥补了小鼠抗体在人体内产生反应的缺陷,进而提高了其临床应用的安全性和有效性。
2. 人源化单克隆抗体的制备方法2.1 选择目标抗原在制备人源化单克隆抗体之前,首先需要明确目标抗原。
这是指研究人员要制备对特定疾病或病原体具有高度特异性的抗体。
目标抗原的选择对于后续的实验设计和结果分析至关重要。
2.2 制备小鼠源的初始抗体为了制备人源化单克隆抗体,通常需要使用小鼠或其他动物作为初步制备抗体的源头。
研究人员通过免疫注射小鼠来激发其免疫系统产生特定抗原的抗体。
之后,从小鼠体内提取抗体进行初步鉴定和筛选。
2.3 克隆筛选通过克隆和筛选的过程,选择那些对目标抗原具有高度特异性的抗体克隆。
这一步骤的目的是从小鼠源的初始抗体中挑选出性能最佳的抗体克隆,为后续的人源化操作打下基础。
2.4 人源化改造人源化改造是将小鼠源的初始抗体转化为具有人源特性的抗体。
在这一步骤中,研究人员会通过基因工程技术将小鼠源抗体的大部分小鼠特异性区域替换为人源的同源区域,以减少人体对外源蛋白的免疫反应。
这可以通过重组DNA技术,将人源抗体的DNA序列嵌入到小鼠源抗体的DNA序列中,使其具有人源性。
2.5 生产和纯化经过人源化改造的抗体需要进行大规模的生产和纯化。
这通常通过基因工程的方法,在合适的细胞系中表达和生产抗体。
随后,使用各种纯化技术,如亲和层析、离子交换层析等,将抗体从混合物中纯化出来,以获得高纯度的人源化单克隆抗体。
3. 个人观点和理解人源化单克隆抗体的制备方法是一项复杂的过程,其中涉及到多个关键步骤和技术。
通过人源化改造,可以将小鼠源的初始抗体转化为具有人源特性的抗体,从而提高其在人体内的安全性和有效性。
人源化抗体的制备
通过细胞实验和动物实验,验证了人源化抗体能够特异性地识别并结合目标抗原,从而发 挥相应的生物学功能。
探讨了人源化抗体的应用前景
人源化抗体在疾病治疗、诊断和预防等领域具有广泛的应用前景,如肿瘤免疫治疗、自身 免疫性疾病治疗、抗感染治疗等。
对未来研究的建议
深入研究人源化抗体的作用机制
稳定性与安全性评价
稳定性评价
在不同温度、pH值及缓冲液条件下,测定抗体的稳定性及半衰期,以评估抗 体的储存及应用稳定性。
安全性评价
通过体内外毒性试验、免疫原性试验等,评估抗体的安全性及潜在毒性。
数据统计与分析方法
数据统计
采用描述性统计方法,对实验数据进行整理、归纳和可视化展示,如平均数、标 准差、箱线图等。
抗体。
B
C
D
体外重组技术
利用体外重组技术将抗体基因片段进行拼 接、优化和表达,制备出具有特定功能的 人源化抗体。
B细胞永生化技术
从人类B细胞中提取抗体基因,将其转入 永生化细胞系中表达,获得人源化抗体。
02 人源化抗体的基本原理
抗体结构与功能
抗体的基本结构
抗体是由两条重链和两条轻链组成的 Y字形蛋白质,具有识别和结合抗原 的能力。
完全人源化抗体阶段
03
利用噬菌体展示技术、转基因小鼠等技术制备出完全人源化抗
体,实现了抗体的全人源化。
制备技术概述
转基因小鼠技术
通过基因工程手段将人类抗体基因转入小 鼠基因组中,使小鼠能够产生人源化抗体。
A 噬菌体展示技术
将抗体基因片段插入噬菌体外壳蛋 白基因中,使抗体片段展示在噬菌 体表面,通过筛选获得高亲和力的
人源化抗体的制备
抗体人源化介绍
抗体人源化介绍一.什么是抗体人源化?人源化抗体主要指鼠源单克隆抗体以基因克隆及DNA重组技术改造,重新表达的抗体,其大部分氨基酸序列为人源序列取代,基本保留亲本鼠单克隆抗体的亲和力和特异性,又降低了其异源性,有利于抗体应用于人体。
人源化抗体就是指抗体的恒定区部分(即CH和CL区)或抗体所有全部由人类抗体基因所编码。
人源化抗体可以大大减少异源抗体对人类机体造成的免疫副反应。
人源化抗体包括嵌合抗体、改型抗体和全人源化抗体等几类。
二.抗体人源化原理1. 嵌合抗体:嵌合抗体是利用DNA重组技术,将异源单抗的轻、重链可变区基因插入含有人抗体恒定区的表达载体中,转化哺乳动物细胞表达出嵌合抗体,这样表达的抗体分子中轻重链的V区是异源的,而C区是人源的,这样整个抗体分子的近2/3部分都是人源的。
这样产生的抗体,减少了异源性抗体的免疫原性,同时保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力。
2. 改型抗体:改型抗体也称CDR植入抗体(CDR graftingantibody),抗体可变区的CDR是抗体识别和结合抗原的区域,直接决定抗体的特异性。
将鼠源单抗的CDR移植至人源抗体可变区,替代人源抗体CDR,使人源抗体获得鼠源单抗的抗原结合特异性,同时减少其异源性。
3. 表面重塑抗体:表面重塑抗体是指对异源抗体表面氨基酸残基进行人源化改造。
该方法的原则是仅替换与人抗体SAR差别明显的区域,在维持抗体活性并兼顾减少异源性基础上选用与人抗体表面残基相似的氨基酸替换;另外,所替换的区段不应过多,对于影响侧链大小、电荷、疏水性,或可能形成氢键从而影响到抗体互补决定区(CDR)构象的残基尽量不替换。
4. 全人源化抗体:全人源化抗体是指将人类抗体基因通过转基因或转染色体技术,将人类编码抗体的基因全部转移至基因工程改造的抗体基因缺失动物中,使动物表达人类抗体,达到抗体全人源化的目的。
三.抗体人源化应用:1. 在肿瘤治疗方面:单抗肿瘤药物能有效地降低传统肿瘤药物治疗的不良反应。
人源化抗体:构建的核心原则与策略
人源化抗体:构建的核心原则与策略第一代人源化抗体是通过将鼠源McAb的可变区与人抗体的恒定区相结合,形成了一种嵌合抗体。
尽管这两部分在空间结构上相对独立,使得其独特的抗原亲和力得以保持,但由于嵌合抗体中仍然包含鼠源McAb的可变区,因此在应用时仍可能引发强烈的HAMA反应。
为了克服这一问题,科学家们进一步进行了改进,将鼠源McAb可变区中的相对保守的骨架区(Framework region,FR)替换为人的FR,而仅保留抗原结合部位的互补决定区(Complementarity-Determining region,CDR)。
这种改进使得抗体真正实现了人源化。
然而,FR作为抗体的脚手架,不仅为CDR提供了空间构象环境,有时还参与抗体结合位点正确构象的形成,甚至与抗原的结合。
因此,简单的CDR移植往往会导致原抗体亲和力的丧失或降低。
为了解决这一问题,目前科学家们已经探索出了四种策略,旨在优化FR和CDR之间的相互作用,以恢复或提高人源化抗体的亲和力。
这些策略的实施将有助于进一步提升抗体人源化的效果,为医学研究和治疗提供更多的可能性。
人源化抗体构建原则与策略1.模板替换在使用与鼠对应部分有较大同源性的人抗体FR替换鼠FR时,通常有两种途径可供选择。
第一种途径是采用同一个(或少数几个)具有已知晶体结构数据的人源抗体可变区框架(如VH中的NEW、KOL,VL中的REI等)作为基本模板,通过序列比较与分子模建,确定人、鼠间存在种源差异的氨基酸残基,特别是与鼠CDR密切作用的氨基酸残基,在替换过程中予以保留。
为了确保CDR的空间构象得以维持,需要特别关注原来抗体CDR下方的堆积残基以及周围的残基。
这种方法的优势在于,已知的人源FR晶体结构为残基替换提供了明确的信息。
然而,其不足之处在于可能难以保持鼠CDR的天然构象,从而可能导致抗体亲和力的降低或丧失。
第二条途径是在已有的抗体序列库中搜索与鼠McAb FR具有最大同源性的人源FR进行替换。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理一、介绍在生物医药领域中,抗体疗法已成为一种重要的治疗方法。
然而,由于传统抗体来自于小鼠、兔子等动物,其在人体内会引发免疫反应,限制了其临床应用。
为了解决这个问题,科学家们开发了抗体人源化的技术,使得抗体可以更好地适应人体环境,降低免疫反应,提高治疗效果。
二、抗体人源化的原理抗体人源化的主要原理是通过基因工程技术将动物源性抗体的大部分结构转化为人源结构。
其主要包括以下几个步骤:2.1 选择合适的母体抗体首先,需要选择一个合适的动物源性抗体作为母体抗体。
母体抗体应具有良好的抗体效果和特异性,为后续的人源化工作提供基础。
2.2 基因克隆与测序将抗体的DNA序列进行克隆并进行测序,以得到完整的抗体基因信息。
这一步骤可以通过PCR(聚合酶链式反应)和测序技术来实现。
2.3 序列比对与分析利用计算生物学工具将母体抗体的DNA序列与人源抗体库中的序列进行比对和分析,找出相似性最高的人源抗体序列。
2.4 重新设计抗体基因根据序列比对的结果,重新设计抗体基因,将人源抗体的DNA序列与母体抗体的DNA序列进行重组。
这一步骤可以通过PCR技术和基因克隆来实现。
2.5 表达与纯化将重组后的人源抗体基因导入到表达宿主中,让宿主表达人源抗体。
之后,通过一系列的纯化步骤,如亲和层析、离子交换层析等,获得纯净的人源抗体。
三、抗体人源化的优势抗体人源化技术具有许多优势,使之成为抗体疗法的主流:3.1 降低免疫反应人源化的抗体与人体自身产生的抗体更为相似,因此在体内的抗原识别和结合过程中,不容易引起免疫反应。
相比之下,动物源性抗体容易被人体免疫系统识别为外源物质,并产生抗体反应。
3.2 增加抗体的半衰期人源化的抗体在人体内的半衰期较长,可以延长抗体在体内的作用时间,提高治疗效果。
3.3 提高抗体的稳定性人源化的抗体结构更为稳定,不容易受到蛋白酶的降解和其他外界条件的影响,增加了抗体的存储和运输稳定性。
3.4 提高抗体的亲和力通过人源化的技术,可以对抗体进行亲和力的改造,使之更好地与特定的抗原结合,提高抗体的治疗效果。
全人源抗体转基因小鼠构建技术原理
全人源抗体转基因小鼠构建技术原理全人源抗体转基因小鼠技术之所以诞生以来一直官司缠身,主要原因是技术体系和方法有限。
将小鼠的内源免疫球蛋白基因失活,有以下几种不同的策略:策略1将鼠免疫球蛋白基因重链和轻链的J区敲除,该策略的原理是通过阻断VDJ重排过程,阻止小鼠内源性抗体生成,如HuMAb和Xenomouse。
策略2将小鼠免疫球蛋白基因重链VDJ区倒置,扰乱顺式作用元件与编码区的调控作用,阻止小鼠内源性抗体生成,但是小鼠内源V、D、J区仍然存在,如Kymouse.策略3在小鼠免疫球蛋白基因上游的调控区插入转录终止元件stop cassette,关闭基因转录,阻止小鼠内源性抗体生成,但是小鼠内源V、D、J区仍然存在,如OminiRat/Mouse、 H2L2 Tg Mice。
策略4将小鼠免疫球蛋白基因重链V、D、J,轻链V、J区全部敲除,是最彻底的阻断鼠源抗体生成的策略,完全避免了鼠源抗体基因表达泄露、灭活不充分的风险,如Veloclmmune mouse。
将人源免疫球蛋白基因导入小鼠基因组则更难,如果基因导入的技术策略相似,导入的人源抗体基因的序列和敲入位点也基本相似,则很容易产生专利纠纷。
为了使导入小鼠基因组的人免疫球蛋白基因正常表达,各公司基本采用了将人源基因在C区上游定点敲入、或将小鼠的同源基因原位替换的策略,以保证基因表达调控不受影响。
然而人免疫球蛋白基因相当庞大,IGH 约2Mb,IGK 约2Mb,IGλ约1Mb,无论是采用同源重组还是位点特异性重组,都受到重组载体容量的限制。
大多数公司采用的基因导入载体是BAC/YAC,BAC 的容量在100kb,YAC的容量在1Mb,如果采用同源重组基因敲入策略,每个重组载体两端还要保留足够长的同源序列,想要将全部人免疫球蛋白基因导入小鼠基因组,就成为一项极限挑战!目前该记录的保持者是Regeneration通过9次基因打靶导入大约1.0Mb人IGH,其中包含了绝大多数的80个VH区,和几乎全部的DH和JH区。
人源中和抗体的研发流程和技术方法细节
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免疫学检验过程中假阴性与假阳性出现的原因与解决办法
免疫学检验过程中假阴性与假阳性出现的原因与解决办法现阶段,医院在使用各种免疫方法进行检验的过程中,会不同程度出现假阳性、假阴性。
为此,研究人员经过仔细的观察与实践,发现了在免疫检验中出现假阳性的几种原因,今天写出来与同行们共讨,以便在未来工作中尽量减少失误,提高医院的检验工作水平。
免疫学检测中出现的假阴性及假阳性,所有的实验室人员都不陌生。
那么何谓假阴性及假阳性呢?简单的讲,假阴性就是实际上是阳性的标本,但是检测结果显示阴性。
同样,假阳性就是实际是阴性的标本,经过检测显示是阳性。
每一种病毒对人体的感染都会有一个窗口期。
窗口期,是指病毒感染人体后但尚未产生抗体或者抗体产生较少,使用现代检测手段或设备无法测定感染与否的一段时间。
在“窗口期”,即使病人已感染了病毒,但由于针对病毒的抗体并不稳定,所以检查病毒抗体的结果却是阴性,容易造成漏诊。
针对不同病毒,窗口期的时间也是不一样的。
乙肝的潜伏期大致是6个星期到6个月之间。
但那是从感染到发病的时间区段.有可能感染了,但抗原或抗体的数目没有达到可以检测出的数量,也就是窗口期。
丙肝的窗口期为36个月。
艾滋病病毒与其他病毒性疾病一样,也有窗口期。
人体感染HIV后2周后,血液中出现HIV抗体,一月后95%以上的人可检出HIV抗体,个别人抗体出现较迟。
窗口期一般为2周—3月,有极少数人可长达6个月。
如恰逢在窗口期作HIV抗体检测,结果可呈“阴性”,但其血中已有病毒,可以传染给别人。
假阳性、假阴性的出现可能由以下几个方面导致而成的:首先是操作层面技术失误的造成。
包括:1、样本位置的错误;2、体内抗体或抗原非常弱,检测不出来,即窗口期。
3、加样时样本稀释过大;4、试剂盒质量不好;5、板底过高;6、孵育时间过长等。
以上几种情况的出现,除窗口期感染外,都可以尽量避免。
由本公司研发、生产的流水线式全自动酶联免疫工作站(以下简称酶免工作站)防护措施为:1、设备的全自动化,减少了人为误差;2、在前处理系统加样通道的管腔内增加一段的空气柱,避免了管壁残留的冲洗液对样本的稀释。
人源抗体基因小鼠模型建立有哪些策略与方法?
人源抗体基因小鼠模型建立有哪些策略与方法?利用小鼠模型研制人源抗体的策略,即应用小鼠免疫系统,通过人源抗体基因在小鼠体内重组和体细胞高突变的自然发生过程,生产针对不同免疫原的多样性组合,且有特异性的人源抗体。
人源抗体基因小鼠模型的建立,为治疗性抗体研发提供了可靠的技术平台。
与其他人源抗体研制技术比较,基因小鼠技术平台的优势表现有,人源抗体生产不仅无需人源化及更多抗体组合多样性、且抗体体内亲和力成熟与筛选抗体克隆过程是自然优化等。
当然,由于人源抗体Ig 基因覆盖基因组区域非常大,也使构建如此人源抗体基因小鼠有巨大的挑战性。
1985年,科学家首先提出将人源抗体基因导入小鼠生殖细胞,通过建立转基因小鼠来生产人源抗体的建议,该想法的提出开创了人源抗体生产研发的新思路。
1989年,科学家们首次构建了人源抗体重链基因载体,包括人源IgM抗体重链可变区(包括VDJ)和μ链恒定区基因。
将约25kb大的质粒DNA载体显微注射至小鼠受精卵,成功获得约4%小鼠B细胞表达人源抗体μ链,且能生产人源IgM抗体的转基因小鼠。
1993年,科学家们将小鼠抗体重链部分(JH)和轻链(Jk)基因敲除,并与表达人源IgH和IgL抗体的转基因小鼠交配,成功获得能产生多样性组合的人源抗体转基因小鼠模型。
1994年,第一个人源抗体基因小鼠HuMabMouse技术平台首先研制成功。
该小鼠模型是在小鼠抗体重链和轻链(IgH和IgK)基因敲除的基础上,构建能表达人源抗体重链和轻链基因。
整个人源抗体重链基因组约有1.29Mb, 轻链基因组约为1.39Mb,而起初引入的人源抗体重链基因组只有约80kb大小。
由于抗体多样性组合是由其生殖细胞中V(D)J基因决定的,因此,如何增加导入人源抗体基因组容量,提高人源抗体基因组合的多样性,则是成功研制该技术平台的合理策略与需要解决的关键技术难题。
1993年,科学家们开始应用酵母人工染色体(YAC)载体,通过酵母同源重组的方法,分别构建人源抗体重链(~220kb) 和轻链(~300kb)载体,并借助酵母-胚胎干(ES)细胞融合方法,成功将其导入小鼠ES细胞。
全人源化抗体制备方法
全人源化抗体制备方法嘿,你知道吗?在现代医学的神奇世界里,抗体就像是我们身体的超级战士,在对抗疾病的战场上冲锋陷阵。
那全人源化抗体呢,更是其中的精英部队。
今天呀,我就来和大家唠唠全人源化抗体制备方法这个超酷的事儿。
咱们先来说说啥是全人源化抗体吧。
简单来讲,全人源化抗体就是完全由人类的基因编码产生的抗体。
这和那些部分来自其他物种或者经过改造的抗体可不一样。
它就像是土生土长的本地战士,对我们人体这个战场更加熟悉,打起仗来也就更得心应手。
那怎么制备全人源化抗体呢?这其中有一种方法是噬菌体展示技术。
想象一下,噬菌体就像是一个小小的快递员。
科学家们先构建一个庞大的人类抗体基因库,这里面包含了各种各样的抗体基因片段,就像是一个装满各种武器的武器库。
然后把这些基因片段“装”到噬菌体这个小快递员身上。
这些噬菌体就带着这些抗体基因片段在一个特殊的环境里展示它们的“货物”。
这个特殊环境就像是一个大集市,里面有我们想要让抗体去识别和结合的抗原,就好比是集市里的特定商品。
当噬菌体带着的抗体基因片段能够很好地和抗原结合的时候,就像快递员准确地把货物送到了需要的人手上,我们就可以把这个噬菌体筛选出来。
通过不断地筛选和优化,就能得到我们想要的全人源化抗体。
我有个朋友,他在实验室里就做这个噬菌体展示技术相关的工作。
他曾经兴奋地跟我说:“你看,这噬菌体就像一个个小机灵鬼,在这个基因和抗原的大舞台上欢快地跳舞,最后把我们想要的全人源化抗体给我们变出来。
”还有一种方法是转基因动物技术。
这就更有趣了。
我们可以把人类的抗体基因导入到动物的基因组里面,比如说小鼠。
这些小鼠就不再是普通的小鼠了,它们变成了生产全人源化抗体的小工厂。
小鼠在正常的生长过程中,会受到各种抗原的刺激,就像我们人在生活中会遇到各种病菌一样。
然后它们的身体就会根据这些抗原产生全人源化的抗体。
我记得有一次参加一个学术交流活动,有个研究人员在台上分享他的转基因小鼠制备全人源化抗体的研究成果。
人源化抗体的制备策略
鼠源性抗体 V 区中的 FR 仍残留一定的免疫原性, 这种抗体还远非真正的人源化 抗体, 有些还能产生很强的抗独特型反应。 为减少鼠源成分, 人们进一步用人的 FR 替代鼠 FR, 形成更为完全的人源化抗体, 即 除 了 3 个 CDR 是 鼠 源 的 外 , 其 余 全部是人源结构, 又称 CDR 移植抗体( CDR- grafted antibody) 或改型抗体 ( reshaped antibody) 。
为减少鼠源成分转, 人基们因进一小步鼠用人制的备FR的替代人鼠抗FR体, 形,成其更为功完效全的优人于源化其抗他体,技即 术除 了生3产个 C的DR抗是 正鼠 源常的人外体, 其蛋余白全部单是抗人源。结小构, 鼠又称识CD别R 移抗植抗体( CDR- grafted antibody) 或改 型小抗鼠体 识(别re抗sh原ap和原ed动a和员nti抗b动o原d员y的) 。抗抗体原系统的仍抗保持体完系整,统容易仍把保人体持蛋完白识整别,为容异易物。把人体蛋白识别为异物。 此外, 由于抗体是体内 噬菌体抗体库技产术生的产的生,依经赖历于 3了项正实验常技装术的配发和展:成一是熟PC过R 技程术,的从发展而使保人们证可成以用品一具组引有物较( 免高疫的球蛋靶白结可变合区亲中骨和架力部分。的保但守转序列基) ,因通过小RT- PCR 直接从 B 淋巴细胞总RNA 克异隆活出 性全的套抗免体疫)鼠的球建也蛋立白存, 可实在变现区了一基基些因因,型缺从和而陷表使型,抗即的体统转库一的基, 构提因建供简了通单高常易效行有率; 的二体筛是细选噬系菌胞统体突,展这示变是技噬和术菌(其体即抗将他体抗独库体技通特术过的的与核噬序心菌列;体三外,是壳导从蛋大致白肠融不杆合菌完表分达整泌在表的噬达菌人有体结序的合表列功面能;,而的进免而疫经球亲蛋和白富分集子法片筛段选。表达有特 应用 DNA 重组且技术, 将由小于鼠抗抗体体基因是上在的可小变鼠区与体人内抗体装基配因的, 恒因定而区重产组生, 再的将重单组抗后的具基有因导鼠入糖骨髓基瘤化细胞的中模表达式。,所以这些单抗最终并 二噬、菌C体D抗R 移体植库的技不人术是源的化产全抗生人体依赖源于化3 项的实。验技术的发展: 一是 PCR 技术的发展使人们可以用一组引物 ( 免疫球蛋白可变区中骨架部分的保守序列) , 通过 RT- PCR 直接从 B 淋巴细胞总RNA
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·基础研究·人源化抗体构建过程中假链的产生及应对策略葛 彦,陈永井,张学光*(苏州大学生物技术研究所,江苏苏州215007) 摘要:目的 在人源化抗体构建过程中,采用方便、快捷的分子克隆手段,消除SP2/0内源性畸形轻链转录本以获得正确的轻链cDNA。
方法 在mRNA抽提时,不用常规的T RIZO L法抽提总RNA,而采用经腹腔培养,生长状态良好的杂交瘤细胞,用Q IAGEN公司O ligo tex Direct mRNA Purification Kit,将poly A+的mRN A富集。
可有效减少畸变转录本的含量,提高功能型mRNA的丰度。
利用polyA+RN A,采用RT-PCR,我们成功地克隆到了轻链可变区序列,序列分析证实读码框完全正确,属于轻链可变区基因。
结果 NCBI数据库BLAST显示,克隆的基因序列符合小鼠Ig可变区特征,具有正确的CDR和F R功能区及VJ连接区。
结论 采用poly A+mRNA富集技术,成功克隆获得阻断型抗人CD154mA b(4F1)单克隆抗体的轻链、重链可变区基因,成功地消除了SP2/0内源性畸形转录本对免疫球蛋白功能性轻链基因的影响。
关键词:畸形转录;假基因;杂交瘤中图分类号:R392.1 文献标识码:A 文章编号:1673-0399(2006)06-0911-04A Simple and Rapid Protocol for Cloning of the Functional VKappa Chain from Aberrant-chain-positive Murine HybridomasGE Y an,CHEN Yong-jing,ZH ANG X ue-guang*(Medical Biotechnology Research Institute of Suzhou University,Jiangsu Suzhou215007,China)Abstract:Objective To eliminate endogenous aberrant kappa chain transcripts from sp2/0-de-rived hybridoma cells by a simple and rapid cloning strategy.Methods In order to eliminate the un-functional V kappa transcripts which m ay hinder o r prevent the amplification of correct V kappa chain,Oligotex Direct mRNA Purification sy stem w as employed to covalently bind polyA+mRNA w ith higher capacity and accuracy to reduce the endogenous abVk contamination.Results The result of NCBI gene data bank evidenced that the cDNA w e got by Oligotex Direct mRNA Purification kit w as correct with typical CDRs and FRs domain and functional VJ recombination site.Conclusion This protocol describes the application of a reverse transcriptase PCR strategy to allow the cloning and sequencing of the functional kappa light chain cDNAs from murine hybridomas co-expressing aberrant endogenous kappa chain m RNAs.Key words:unfunctional transcripts;aberrant chain;hy bridoma 人源化抗体开辟了抗体治疗临床应用的新时代。
无论是经典的人-鼠嵌合抗体,还是人源化程度更为完善的CDR移植抗体,基因工程抗体制备的先决条件是如何快速准确地获得免疫球蛋白可变区基因[1]。
聚合酶链反应的建立和发展为抗体可变区基因的扩增提供了简单有效的方法[2]。
通常用相对保守的第一骨架区或前导序列作为5'端引物,以J段或恒定区序列的互补DNA为3'引物,利用一对简并引物,通过逆转录PCR即可获得可变区基因[3]。
但是,由于大多数杂交瘤细胞来源于鼠骨髓基金项目:国家高技术研究发展计划(863)资助(No.2001AA215341);江苏省自然科学基金资助(No.BK2001211)收稿日期:2005-11-08 作者简介:葛 彦(1974-),女,江苏徐州人,助教,医学硕士,主要研究方向为肿瘤免疫学。
*为通讯作者瘤细胞SP2/0,SP2/0基因组含有内源性轻链假基因(abVkappa),假基因的存在往往掩盖甚至阻碍功能性轻链基因的获得[4]。
本研究利用本实验室特有的抗人CD154单克隆抗体4F1[5],运用RT-PCR 技术,从4F1杂交瘤细胞中克隆出编码抗人CD154单抗的可变区基因,利用基因工程技术将其与人免疫球蛋白IgG1的恒定区基因重组构建抗人CD154人-鼠嵌合抗体。
在人源化抗体构建过程中针对假链的产生原因进行探讨并提出了有效、简便的应对方案。
1 材料与方法1.1 材料 抗人CD154单克隆抗体(4F1)由本所研制[5];人脾脏细胞由苏州大学附属第一医院提供。
TRIZOL购自GIBICOL公司(USA);限制性内切酶、DNA聚合酶、T4DNA连接酶及RT-PC R试剂盒均购自TaKaRa生物技术公司(大连);PCR产物纯化试剂盒、质粒抽提试剂盒和胶回收试剂盒均购自上海华舜生物工程公司,Oligotex Direct mRNA Purification Kit购自QIAGEN公司。
引物:4F1单抗重链、轻链可变区克隆引物,由上海生工生物工程公司合成。
1.2 方法1.2.1 抗CD154单克隆抗体4F1重链、轻链可变区基因的克隆 参照文献[6]设计4F1单抗重链、轻链可变区克隆引物,按最匹配策略选择小鼠单抗可变区骨架区模板,运用NCBI的BLAST和GenBank 的FASTA程序,以相对保守的第一骨架区作为5'端引物,以恒定区序列的互补DNA为3'引物,设计出两对重链、轻链可变区的简并引物。
mH-A:5'-AGG TG(C)A(C)AG(C)C TGC AGG(C)AG T CT (A)G G-3'mH-B:5'-TCT TGT CCA CCT TGG TGC TGC TG-3'm L-A:5'-GAA(C)A TT G(C)T (A)G ATG ACG CAG TCT CCA-3'm L-B:5'GAG ACA GTT GGT GCA GCA TCA GC-3'用TRIZOL 试剂从杂交瘤细胞株4F1中提取总RNA,逆转录成cDNA,分别用重链、轻链特意性引物进行RT-PCR 扩增,具体过程详见TaKaRa公司RT-PCR System 操作手册。
PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳分离,切下350bp和320bp左右的目的条带,用胶回收试剂盒纯化回收DNA片段。
然后与克隆载体pMD18-T于16℃连接1~2h。
转化感受态大肠杆菌,筛选出带有重组质粒的阳性转化子。
阳性重组子经PCR、限制性内切酶反应和DNA测序等方法逐步验证(上海博亚生物技术有限公司DNA全自动序列分析)。
重组子分别命名为pM D18-T-mVH、pM D18-T-m VL。
1.2.2 抗CD154单克隆抗体4F1重链、轻链可变区基因的序列分析和鉴定 将重链、轻链可变区测序结果运用NCBI的BLAS T和GenBank的Im-munog lobin BLAST(Ig Blast)程序,进行序列分析和比对。
由于免疫球蛋白独特型的存在,只能通过CDR和FR的结构分析克隆的基因序列是否符合小VH、VL基因结构特征,结合杂交瘤细胞单一分泌独特型免疫球蛋白来确定重链、轻链可变区基因的正确性。
1.2.3 4F1轻链可变区基因畸形转录本的去除 将事先用流式细胞仪检测为强阳性的4F1杂交瘤细胞培养至5×106左右,收集细胞用DEPC水洗涤3次,离心,弃上清,加入1ml细胞裂解液(50mM T ris-HCl,pH7.5,4M异硫氰酸胍,25m M EDTA, 100mM2-ME)重悬细胞。
用经DEPC水处理过的2ml注射器反复抽吸细胞悬液5~10次,充分混匀细胞裂解液并剪切高分子量DNA。
用Oligo tex Di-rect mRNA Purificatio n Kit制备ploy A+m RNA,具体操作步骤详见QIAGEN公司操作手册。
该系统使用带有Poly(dT)30的微球状的Oligotex作为分离介质,与传统的纤维素介质比颗粒均一,在溶液中容易均匀悬浮,同时球状颗粒提供更大的结合表面积,表面经特殊处理后与mRNA的Poly A结合强度更大,能有效地将成熟mRNA与其他成分分离。
2 结果2.1 4F1单抗重链、轻链可变区基因的克隆及序列分析 采用重链特异性引物,常规RT-PCR方法,可从杂交瘤细胞(4F1)中获得大小为363bp的cDNA序列(图1),经DNA测序及序列分析确认为小鼠免疫球蛋白重链可变区基因(图2)。
采用同样方法利用轻链特异性引物同样获得了大小为321bp 的特异性条带(图1),但是序列分析发现在第105个碱基处有一个碱基(T)缺失,导致移码突变,在第58位氨基酸处出现终止密码TAG,并且在VJ连接处有四个碱基缺失。
登录Genbank数据库查询后发现,获得的kappa链为假基因。
Willam L.et.al 认为,SP2/0基因组含有两个转录本,一个为功能性基因,另一个为内源性轻链假基因(abVkappa),假基因的存在往往掩盖甚至阻碍功能性轻链基因的获得[4]。
2.2 4F1轻链可变区基因畸形转录本的去除 在mRNA 抽提时,不用常规的T RIZOL 法抽提总RNA ,而采用经腹腔培养的杂交瘤细胞,用QIA -GEN 公司Oligotex Direct mRNA Purification Kit ,将polyA +的m RNA 富集。