噬菌體展示技術是一種快速、低成本、高通量的多肽抗原篩選方法。從上世紀80年代被發(fā)明開始,已成為抗體發(fā)現(xiàn)的主流技術平臺之一。該技術是將外源多肽或蛋白質DNA插入到噬菌體外殼蛋白的結構基因的適當位置上,外殼蛋白表達后,能直接在噬菌體表面表達出來,從而直接將基因型和表現(xiàn)型聯(lián)系起來。該技術可以針對所有靶點開展篩選,包括免疫原性較弱的靶點。
噬菌體展示在抗體藥物發(fā)現(xiàn)中有著廣泛的應用。它可以促進治療靶點的肽配體的識別,為藥物發(fā)現(xiàn)工作提供一個出發(fā)點,同時它也是理解這些生物分子如何與其他蛋白質發(fā)生交叉反應的關鍵。專注于開發(fā)抗體藥物的研究小組使用噬菌體展示來研究抗體的選擇性,同時該技術也可用于識別適合靶向向腫瘤傳遞細胞毒素的scFv片段。
步驟一:噬菌體抗體庫的構建
庫容和多樣性是評價噬菌體抗體文庫質量的 2 個重要指標,庫容大、多樣性高的抗體文庫才能方便、快捷地篩選出低抗原性、高親和性等生物學活性的優(yōu)質抗體。高質量的抗體文庫,是篩選出高親和力、高特異性抗體的保證。
需要考慮的關鍵問題包括:膜蛋白的選擇和改造、噬菌粒的元件選擇、CDR區(qū)域與backbone/P3區(qū)域的DNA同源性問題、宿主菌選擇/基因組改造、helper phage選擇等。另外,抗體庫的類型不同,對應的技術要求也有很多區(qū)別。例如天然抗體庫構建時Donors的選擇、VH/VK亞型的選擇等;免疫抗體庫構建時抗原結構分析與免疫策略設計、羊駝/駱駝VH的擴增等;全合成抗體庫構建時突變模板的選擇、引物設計和突變方法等。
步驟二:抗體篩選
抗體庫的篩選流程主要有抗原結構分析與制備、生物淘篩、陽性克隆鑒定三個環(huán)節(jié)。具體細節(jié)包括篩選用抗原的選擇,不同類型抗原(蛋白、細胞)的淘篩流程,不同篩選策略(競爭性篩選)的注意要點以及NGS技術的輔助應用經(jīng)驗。
步驟三:測序、表達及純化、QC 檢測等
這一步驟主要涉及的是抗體工程改造的應用,如何確保最終獲得的高質量的目的抗體?普健生物噬菌體展示抗體發(fā)現(xiàn)技術平臺擁有豐厚的技術積累和沉淀,基于嚴苛的QC檢測,可確??偛迦肼始罢_率——片段插入率 100%,抗體序列正確率 >90%;具備抗體序列多樣性分析如種系基因(Germline)分析、互補決定區(qū)(CDR)分析等。
噬菌體展示技術目廣泛應用于研制類風濕性關節(jié)炎、牛皮蘚和炎癥性腸病等抗體藥(比如:阿達木單抗)發(fā)現(xiàn),我們可以預見,隨著生命科學領域研究的深入,噬菌體展示技術在未來的藥物研發(fā)中將會繼續(xù)大放異彩。
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