基于质粒的重组单克隆抗体：它们是什么以及为什么你应该感到兴奋

如果你在1985年之前出生，你可能还记得当你想听一段音乐时，你会去商店买cd。分享或重新混音歌曲很困难，随着时间的推移，cd可能会被刮伤，而且很难跟踪不断增加的音乐收藏。我还有满满一书架的自数字音乐革命以来就积满灰尘的cd。我预测抗体也会发生类似的革命。重组抗体技术使科学家可以很容易地分享、重新混合、存储和跟踪这些科学工具箱中的重要组成部分。

什么是重组抗体?

抗体被世界各地的科学家用于检测、纯化、量化、消耗和可视化感兴趣的蛋白质(Greenfield, 2014)。传统上，它们被做成两种多克隆抗体或单克隆的杂交瘤，但这些技术有若干缺陷。在动物中产生的多克隆抗体可以是动物和泄放日期和甚至克隆杂交瘤细胞系中变量可以产生多于一个的单克隆抗体（布拉德伯里等人，2018）。杂交瘤可以失去的mAb编码基因的基因表达或失败恢复冷冻保存后（布拉德伯里＆Plückthun，2015A，B）。因此，从超过100个科学机构的研究人员已经提出了一种转移到重组基于DNA的抗体的技术（布拉德伯里＆Plückthun，2015A）。

图1：（顶部）多克隆抗体在动物中产生的，并且由抗体识别许多不同的表位的混合物。从杂交瘤产生（中）的单克隆抗体通常是识别一个表位的单一抗体。（底部）的重组单克隆抗体进行编码的质粒，并产生一个单一的抗体识别一个表位。

重组抗体是产生的单克隆抗体体外使用通常由质粒或从在稳定的细胞系的结合序列表达的合成基因。这些基因所编码的重链和轻链的抗体，并且当被翻译成蛋白将装配成一个完全功能性抗体。这些抗体可以只是作为你会使用来自动物或杂交瘤制备的抗体。

图2：（左）图2：（左）的轻链和抗体重链基因被编码的质粒。（右）的装配的抗体蛋白结合的抗原．从图片Fvasconcellos．

重组抗体是如何产生的?

要制造重组抗体，首先需要知道序列。科学家们在识别和克隆用于抗体表达的基因方面做得越来越好。如果从一个蛋白质样本开始(例如，从病人血液中提取的亲和纯化抗体)，科学家可以使用质谱法确定抗体的氨基酸序列，然后合成编码这些氨基酸的基因(Tran et al.， 2016)。然后每个抗体将被检测是否与抗原结合。如果从一个已建立的杂交瘤系开始，抗体可以通过该系的DNA测序和随后抗体链的克隆转化为重组形式(Crosnier et al.， 2010;安德鲁斯等人，2019年)。最后，科学家可以完成抗体选择和成熟的整个过程体外通过选择用于抗原从重组抗体文库的结合。该选择过程通常通过噬菌体展示，酵母展示，核糖体展示或哺乳动物显示进行（鹤田等人，2017）。体外选择使科学家能够制造抗体，以对付那些在动物体内由于与宿主蛋白质相似而不能很好发挥作用的目标。

当感兴趣的抗体被克隆到表达质粒后，质粒可以被引入宿主细胞，如细菌、酵母或哺乳动物细胞，以产生抗体和随后的纯化。

学术实验室和公司已经开始创造编码亲和试剂的质粒。这些包括传统的重链和轻链重组单克隆抗体以及其他形式的基于抗体的抗体(例如，nanobodies和非抗体为基础的亲和试剂(例如，单体，DARPins) (Helma et al.， 2015)。

重组抗体的许多好处

重组抗体提供超过多克隆抗体和传统杂交瘤许多优点。

首先,长期稳定性，批次，以及重组抗体的分子定义之间的一致性是良好的再现性是必不可少的。非重组抗体是臭名昭著的不可再现的数据的源（贝格利＆埃利斯，2012;贝克，2015）。这有助于浪费金钱和大量时间，估计有$ 350M /年，仅在美国（白普理和Plückthun，2015A）失去了对低质量的抗体。与那些不随时间而改变分子确定的抗体，科学家们就知道他们正在使用和进行任何验证实验将永远有用正是抗体。

第二,质粒易于存储和共享，使重组抗体成为最实际的选择。杂交瘤更难运输，通常缺乏序列数据，并且可能随着时间的推移遗传漂变。来自动物的抗体供应有限，从质粒产生抗体对我们的动物朋友更友好！

最后，如果我们想要更好的抗体，我们需要授权科学界与改造它们的工具．考虑到与科学家现在可以提高遗传编码的研究工具的易用性，令人震惊的是抗体的质粒和序列不共享。例如，通过开放质粒共享，CRISPR社区创造了数百种有用的Cas9变种。通过提供编码抗体的质粒，科学家将能够制造更高亲和力的抗体，修改抗体功能，提高抗体稳定性，并设计出我们甚至还没有想象到的工具。

引用和资源

工具书类

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Greenfield，E.A.（编辑），《抗体：实验室手册》，2^nd2104年版。。冷泉港实验室出版物，纽约。

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Tran NH、Rahman MZ、He L、Xin L、Shan B、Li M（2016）完成单克隆抗体序列的从头组装。Sci报告6:。https://doi.org/10.1038/srep31730

Tsuruta LR, dos ML, Moro AM(2018)用于临床单克隆抗体选择的显示技术。:抗体工程。InTech

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