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远慕生物:抗体的生产制备过程分析抗体特异性差异的原因
点击次数:22 发布时间:2019-06-10

抗体是生物学科研工作中有力的工具,没有之一。这些“制导武器”,会在研究中主动寻找并结合研究者感兴趣的目标,并可通过各种示踪技术将目标展现出来。正是由于抗体的专一特性,研究者可能会依赖于示踪实验所显示的结果对所研靶标给出定性或定量的判断。也正因此,毫无疑问的,专一性或特异性是抗体zui受科研工作者关注的特性。那么,抗体特异性主要由什么决定?为什么常听到多抗特异性不如单抗的说法?在实验中,是该选择单抗还是多抗?

 

下面我们将就抗体的生产制备过程分析抗体特异性差异的原因。

  • 我们不“生产”抗体,我们只是大自然的“筛选”工

抗体的制备,无论是单抗还是多抗,其前期的动物免疫步骤是完全相同的,差异仅仅在筛选。或者说,单抗是在多抗制备的基础上,进一步筛选并稳定表达特异单克隆细胞株的结果。当抗原免疫动物后,在淋巴结和脾等淋巴器官内通过一系列抗原处理和递呈,促使B淋巴浆母细胞(Plasmablasts, PBs)分化成熟,在转录水平成为分泌特异抗体的B淋巴浆细胞(Plasma cells, PCs),大量不同的浆细胞会分泌不同的针对抗原的抗体。由此,可以说每一个B浆细胞都成为一株单克隆抗体的候选者。

 

传统的单克隆抗体制备就是通过将小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞系融合,筛选能够分泌特异抗体并稳定传代的融合细胞株而实现的。而多克隆抗体(多抗)的制备就是从血清中分离纯化所有的未经筛选的单克隆抗体。从以上过程可以看出,无论是单抗还是多抗制备方法,其针对靶点(抗原)的特异性抗体的产生主要源于被免疫动物自身的浆细胞分化成熟,抗体生产者(人)其实并没有做什么。

 

不同在于,多克隆抗体犹如许多单克隆抗体的集合,它们有的特异性高,有的特异性低,总体特异性符合正态分布曲线的形式(如Fig1),而其特异性的总体表现也应处于统计学正态曲线中位线(MID)的水平。而单抗制备后续的筛选过程,可去除大部分的非特异抗体,保留几株特异性较好的单克隆抗体。

 

Fig1. 单抗与多抗特异性示意图

 

 

  • 传统杂交瘤法筛选单抗的缺陷

然而,单抗制备过程中的细胞融合是一个随机发生的过程,动物脾脏内的各种细胞如内皮•●、平滑肌•●、巨噬•●、NK•●、T•●、还有红细胞•●、血小板等都可能与骨髓瘤细胞系发生融合。尽管B细胞是脾脏内主要的淋巴细胞,但能够分泌特异性抗体的成熟浆细胞占脾细胞的比例很低,加之促细胞融合试剂如PEG等的细胞毒性,使得终成功融合形成稳定表达特异性抗体的杂交瘤细胞系的效率极低,大约为10-6。因此,在单抗制备过程中,大部分分泌特异性抗体的B细胞可能都被损失了。终获得的单克隆抗体其亲和力和特异性可能都不是本次免疫中zui好的。

 

Fig2. 单克隆抗体制备流程

假如把每个浆细胞比作一个士兵,人就是指挥官,指令新兵们训练打靶。打靶的次数(免疫次数)增多后,会有越来越多的新bing变成神枪手。指挥官将好的神枪手挑出来,培养成一个一个的“ju击手”(单克隆抗体)。然而,ju击手的选拔机制却是简单粗暴的,且与ju击能力无关,比如能否举起200 kg的杠铃,这可能将真正的ju击手淘汰掉了。而多抗就像一个经过训练的老兵连队,既有枪法平庸的兵,同时也拥有的ju击手。

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