Direct Production of the Fab Fragment Derived From the Sperm Immobilizing Antibody Using Polymerase Chain Reaction and cDNA Expression Vectors

PROBLEM : Sperm immobilizing antibodies cause infertility mainly through complement dependent sperm immobilization. To analyze any effect of sperm immobilizing antibody on fertilization, we had already established cell lines that secrete IgM monoclonal antibody (MAb H6-3C4) and IgG monoclonal antibody (MAb EnBCMGS). The latter was a class-switched recombinant IgG antibody that shares the same variable region as MAb H6-3C4. The biological effects of the IgG antibody were also reported previously to eliminate sperm immobilizing or sperm agglutinating activities. However, the method of chemical digestion of IgG had some disadvantage to prepare the purified Fab fragment stably and in large quantities. This time we report a unique method to obtain the recombinant Fab fragments (Fab EnBCMGS) using polymerase chain reaction (PCR) and cDNA expression vectors. METHOD : Two kinds of PCR primers were designed to make a truncated heavy chain (Fd) gene of MAb EnBCMGS. The amplified Fd gene and light chain gene were ligated into cDNA expression vectors and then transfected into mammalian cells. RESULTS : Expression of the Fd gene and light chain gene were confirmed by Northern blotting. Secretion of the recombinant Fab fragment from mammalian cells was also confirmed by Western blotting. The Fab fragment showed biological activity as is expected by FACS analysis. CONCLUSION : This method enables the stable production of genuine Fab fragments of IgG in mammalian cells without any chemical treatment that may be time consuming and affect the quality of the Fab fragments.     

人源Fab噬菌体抗体库的构建与抗精氨酸加压素抗体的筛选

目的:构建人源天然Fab噬菌体抗体库,筛选抗精氨酸加压素特异性抗体并进行初步鉴定。方法:从18位健康成人的外周血淋巴细胞,提取总RNA。利用RT-PCR扩增人Fab抗体基因片段,将其克隆至噬菌粒载体pComb3XSS内,构建人源天然Fab噬菌体抗体库。以固相化的精氨酸加压素为靶抗原对抗体库进行五轮筛选后,随机挑取50个单克隆进行phage-ELISA检测,阳性克隆行DNA测序分析。结果:成功构建库容为2.4×108的噬菌体抗体库,从中筛选到6株阳性克隆能够与精氨酸加压素特异性结合,其中阳性值最高的C4克隆行DNA测序分析证实其重链属IgG亚类,轻链为λ链。结论:构建大容量人源天然Fab抗体库,从中获得了特异性抗精氨酸加压素人源Fab抗体片段,有望为临床上精氨酸加压素的快速检测技术的建立奠定基础。     

Raji 细胞系特异性Fab噬菌体抗体库的构建及筛选

目的构建针对B细胞淋巴瘤Raji细胞系噬菌体抗体库并从中筛选出特异性的抗体。方法以Raji细胞免疫BALB/c小鼠,RT-PCR法从脾淋巴细胞中扩增抗体轻链к和重链Fd基因。经SacI/XbaI和XhoI/SpeI双酶切,依次克隆入噬菌体载体pComb3H-SS中,并电转化大肠杆菌XL1-Blue,以辅助噬菌体VCSM13进行超感染,构建B细胞淋巴瘤Raji细胞系特异性Fab噬菌体抗体库。以Raji细胞为抗原进行筛选,获得抗Raji细胞的抗体,通过ELISA法进行抗原结合活性的测定,并对所得阳性克隆进行基因测序分析。结果构建了容量为2.18×107的抗人B细胞淋巴瘤Raji细胞系的Fab噬菌体抗体库,并筛选获得了与Raji细胞系特异性识别结合的8株阳性克隆。对其中两个阳性克隆进行基因序列分析,结果显示其重链可变区、轻链可变区分别与免疫球蛋白基因库中已注册的鼠源性免疫球蛋白重链可变区和轻链可变区序列具有高度同源性。结论成功地构建Fab噬菌体抗体库并筛选出针对Raji细胞系膜抗原的抗体,为进一步研究B细胞淋巴瘤的免疫治疗提供了实验基础。     

Escherichia coli expression of a bifunctional Fab-peptide epitope reagent for the rapid diagnosis of HIV-1 and HIV-2

Background: The current format of a rapid whole-blood agglutination assay for HIV relies on a bifunctional molecule which comprises a 10 Fab fragment, with specificity for the human red blood cell surface marker (glycophorin A), chemically conjugated to a synthetic peptide that corresponds to a single immunodominant region of HIV envelope glycoprotein. In this assay erythrocyte agglutination occurs if the blood sample contains anti-HIV antibodies. Objectives: To establish whether a bacterially synthesised Fab fragment encoding several C-terminal immunodominant peptide tails can be produced in sufficient purity and yield to function in whole-blood agglutination assays. Study design: An E. coli dicistronic Fab expression cassette was constructed comprising of light and heavy chain gene fragments derived from a glycophorin specific monoclonal antibody (1C3), genetically linked with C-terminal immunoreactive peptide epitopes. Expression and purification procedures were established to enable the rapid production of I C3 Fabpeptide epitope conjugates. Results: A recombinant I C3 Fab fragment was expressed with two different immunological epitope markers, Glu-Glu-Phe (EEF) and FLAG, at the C-terminus of the Fd heavy and κ light chain, respectively. This model Fab-EEF/FLAG conjugate was detected in culture supernatant by SDS-PAGE gels and Western blots, and could be successfully used in erythrocyte agglutination assays. Furthermore, an HIV specific I C3 Fab reagent, containing immunoreactive peptide epitopes from the surface glycoproteins of HIV-1 and HIV-2, was also expressed but at lower levels and with increased sensitivity to proteolytic degradation. Nevertheless, this recombinant Fab reagent with dial diagnostic specificity performed very effectively in whole-blood diagnosis of patients infected with either HIV-1 or HIV-2. Conclusion: A recombinant 10 Fab fragment terminated by immunoreactive peptide epitopes can be expressed in E. coli in a soluble, antigen-binding form, and it can successfully mimic the commercial Fab-HIV reagents in whole-blood agglutination assays.     

抗SARS-CoV抗原的人源Fab段噬菌体抗体库的构建

目的 :利用抗SARS冠状病毒IgG抗体阳性的SARS康复患者外周血淋巴细胞 ,构建人源Fab段抗体文库。方法 :制备外周血淋巴细胞总RNA ,逆转录成cDNA。以其为模板 ,利用针对家族特异性Ig基因的引物扩增重链Fd段和轻链基因 ,并重组到噬菌粒载体pComb3中 ,将重组噬菌粒载体电转化大肠杆菌XL 1Blue,酶切鉴定抗体库的重组率 ,并测定噬菌体抗体库的库容量。结果 :构建了源于SARS康复患者血清中抗Fab段的抗体文库 ,轻链、重链Fd段基因的重组率分别为91%和 75 % ,库容量为 7.2 3× 10 7。结论 :成功地构建了抗SARS CoV抗原的人源Fab段噬菌体抗体库     

构建预设CDR3基因噬菌体抗体库筛选抗人整合素ανβ3 mAb的人源化Fab

目的:构建预设CDR3基因的噬菌体抗体库,通过抗原表位导向选择方法筛选抗人整合素ανβ3单克隆抗体(mAb)人源化Fab。方法:将鼠mAbLCDR3重组到人轻链可变区文库中并与人/鼠嵌合重链Fd基因配对构建杂合噬菌体抗体库,用固相人整合素ανβ3抗原筛选人源化轻链基因。再用所获人轻链基因与移植有鼠mAbHCDR3的人重链Fd基因配对构建人源噬菌体抗体库,筛选人源化Fab。结果:分别构建了库容为2.1×106和2×107的杂合噬菌体抗体库和人源噬菌体抗体库,筛选到3株人源Fab克隆。经间接ELISA及竞争抑制ELISA证实,能特异结合整合素ανβ3抗原,其中人源D5株Fab克隆的基因序列表明,人轻链可变区基因属VKIII亚群,人重链可变区基因属VH1亚群。结论:利用噬菌体抗体库技术,成功地进行了鼠抗人整合素ανβ3mAbE10人源化的改造,为进一步临床应用奠定了基础。     

Generation of genetic engineering monoclonal antibodies against prion protein

Two strains of Fab monoclonal antibodies (mAbs) against prion protein, designated as IV-66 and IV-78, were selected from the phage display libraries. The gene sequences encoding the light κ chain and heavy Fd chain of IV-78 were inserted into a baculovirus expression cassette vector for mouse IgG expression. Western blot, Dot-ELISA and immunoprecipitation confirmed that these Fab and IgG mAbs reacted well with the recombinant hamster and human PrP proteins expressed in prokaryotic and in mammalian cells and PrP^Sc from scrapie-infected hamsters. It demonstrates that mAbs against prion protein are successfully generated by phage-display technique.     

人源性噬菌体抗体库的构建及抗amylin抗体的初步筛选

目的:构建人源性噬菌体抗体库,从中筛选胰淀素(amylin)单克隆抗体(mAb),测定其特异性及抗原结合活性。方法:从正常健康人的外周血淋巴细胞中提取总RNA,用RT-PCR方法扩增人免疫球蛋白Fd段和轻链基因,构建噬菌体抗体库。酶切和PCR鉴定后,阳性克隆进行DNA测序分析。用人amylin抗原对抗体库进行筛选富集,将得到的阳性克隆进行Phage-ELISA鉴定,结果进行统计学分析。结果:最终构建的抗体库库容约为0.8×108,酶切鉴定显示有插入片段,抗体库重组率为70%。阳性克隆进行DNA测序证实所获基因为人免疫球蛋白可变区基因。以amylin抗原进行3轮筛选,抗体库得到特异性富集。阳性克隆进行Phage-ELISA检测证实有良好的抗胰淀素抗原的特异性。结论:成功构建了一个人源性噬菌体抗体库,为从中获得人源抗amylin的mAb奠定了实验基础。     

人源抗HBs基因工程抗体在E. coli中的高效表达与折叠研究

目的 高效表达是基因工程抗体走向临床的关键问题之一.本试验旨在研究人源抗HBs基因工程抗体在E. coli中的高效表达与折叠.方法 本实验将抗HBsAg抗体的轻链(L)和重链Fd段基因,分别克隆于pET20b质粒中并分别转化到大肠肝菌BL21(DE3),IPTG诱导后,SDS-PAGE分析发现在Mr27 000(L)和Mr25 000(Fd)处有外源蛋白表达,表达蛋白含量分别为53%和48%.L链和Fd 包涵体蛋白经盐酸胍变性后,等量混合于折叠液中.结果 L和Fd可复性形成了Mr约50 000的蛋白,ELISA结果表明,复性蛋白具有与HBsAg结合的能力.结论 抗HBsAg抗体Fab段在大肠杆菌中的表达与复性的成功,表明包涵体表达基因工程抗体在技术是可行的.     

人源性抗HER2胞外段Fab噬菌体抗体库的构建及筛选

目的:构建全人源抗HER2胞外段(HER2 ECD)噬菌体Fab抗体库,从中筛选出特异性的抗体,并对其进行鉴定。方法:体外致敏并用EB病毒(EBV)转化HER2高表达乳腺癌患者的外周血单核细胞(PBMC),用PCR分别扩增重链Fd和轻链κ/λ基因。经SacI/XbaI和XhoI/SpeI双酶切,依次克隆入噬菌体载体pComb3中,并电转化大肠杆菌XL1-Blue,以辅助噬菌体VCSM13进行超感染,构建抗HER2 ECD人源化Fab噬菌体抗体库。以纯化HER2 ECD蛋白为抗原进行3轮固相淘选,富集抗HER2 ECD的抗体,并随机挑选克隆进行ELISA,获得的阳性克隆进一步以Western blot鉴定其抗原结合活性,对其中活性最高的克隆进行DNA测序。结果:构建了容量为2.5×107的抗HER2 ECD的Fab噬菌体抗体库,并筛选获得了4株与HE2 ECD特异性结合的阳性克隆,Western blot分析显示其与HER2 ECD能较好的结合。选取结合活性最高的阳性克隆进行DNA序列分析,结果显示其重链可变区、轻链可变区分别与人胚系免疫球蛋白基因有高度的同源性。结论:成功构建了全人源抗HER2 ECD噬菌体抗体库,并筛选出抗HER2 ECD特异性较强的噬菌体克隆,为获得新的有临床应用价值的HER2 ECD抗体提供了实验基础。     

抗LPS mAb Fab片段cDNA的克隆及其在CHO细胞中的表达

目的 构建抗LPS单克隆抗体Fab段的真核表达载体,并在CHO细胞中表达。方法 以逆转录PCR方法扩增抗LPU mAb重链Fd和轻链cDNA,分别克隆入载体pGEM-Teasy。经测序分析后,再分别亚克隆入载体pcDNA3,构建成重组载体pcDNA3-Fd和pcDNA3-LC,并以PCR方法扩增pcDNA3-LC中包括CMV启动子、轻链序列和BGH Poly(A)在内的轻链表达序列。经适当的限制性内切酶酶切后,插入到质粒pcDNA3－Fd中Fd表达序列的前部,构建成表达载体pcDNA3-Fab,以脂质体包裹转染CHO细胞。经G418筛选,用ELISA、免疫荧光和Western blot鉴定阳性克隆。结果 用ELISA和免疫荧光法,筛选出4株高表达Fab的细胞株。Western blot显示,表达产物的Mr为50000。同时,ELISA结果显示,该Fab具有良好的结合LP5的活性。结论 成功地在CHO细胞中表达抗LPS mAb的Fab段,为进一步鉴定其抗LPS的作用,使之成为诊断和治疗革兰氏阴性细菌感染的工具奠定了基础。     

人源抗人类免疫缺陷病毒1型基因工程抗体的初步研究

目的 构建噬菌体抗体库,筛选抗HIV-1抗体Fab,并对其进行鉴定.方法 采集无症状、HIV-1抗体滴度较高的HIV-1感染者全血,分离淋巴细胞并提取总RNA,经RT-PCR扩增人轻链基因和重链Fd基因.运用噬菌体展示技术,构建噬菌体抗体库,经过3轮"吸附-洗脱-富集"筛选,将获得的克隆进行诱导表达,表达产物经ELISA检测,筛选阳性抗HIV-1 Fab克隆;对获得的克隆进行抗体基因序列测定并分析序列同源性和互补决定区(CDRs);对获得的阳性克隆与轻链克隆CL8进行链置换并检测链置换前后抗体亲和力的变化;对获得的克隆进行诱导表达及纯化,同时进行中和试验.结果 构建了库容为8×106的噬菌体抗体库;经3轮筛选,获得11株抗HIV-1 Fab克隆,测序和序列分析显示,获得了 10条轻链和8条重链,它们和已经申请专利的部分HIV-1 gp120抗体的基因序列有较高的同源性(轻链同源性为60%～90%;重链同源性为71%～85%);CDRs分析显示,11株抗体CDRHs均比较长(12～20aa);链置换后的抗体亲和力并没有明显的改进;Fab诱导表达量均大于10 mg/L,利用重组HIV-1假病毒系统进行中和试验,结果显示,3株Fab具有一定的中和作用.结论 成功获得抗HIV-1抗体Fab,为进一步对其进行研究和应用奠定基础.     

抗HBsAg抗体Fab段在大肠肝菌中的高效表达与复性

将抗ＨＢｓＡｇ抗体的轻链和重链Ｆｄ段基因,分别克隆于ｐＥＴ２０ｂ质粒中并分别转化到大肠肝菌ＢＬ２１（ＤＥ３）,ＬＰＴＧ诱导后,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析发现在２７ＫＤ（Ｌ）和２５ＫＤ（Ｆｄ）处３有外源蛋白表达,表达蛋白含量分别为５３％和４８。Ｌ链和Ｆｄ包涵体蛋白经盐酸胍变性后,等量混合于折叠液中,Ｌ和Ｆｄ可复性形成了约５０ＫＤ的蛋白。     

噬菌体呈现抗体库的构建及抗Fas—Fab抗体的研究

目的构建噬菌体抗体库,获得具有功能的抗Fas-Fab噬菌体抗体。方法以Fas重组蛋白为抗原免疫Balb/c小鼠。取其脾细胞提取mRNA,采用RT-PCR方法扩增抗体基因,构建重链和κ链基因库,用重组Fas抗原对所构建的抗体库进行4轮筛选,并以ELISA法鉴定其功能。结果获得抗体重链Fd基因和κ链基因长度约700bp。构建的重链Fd基因为3.5×106的抗体重链基因库。构建的重链和κ链基因库的容量均为3.1×106。经VCSM13感染得到噬菌体的滴度为8.9×1016cFu/L的噬菌体抗体库,含有抗体重链和κ链基因的噬菌体占27％。用重组人Fas抗原进行4轮筛选,得到100％的富集,说明Fas重组抗原富集了抗Fas-Fab噬菌体抗体,经ELISA检测均有抗Fas抗体的特异性。结论制备的可溶性抗Fas-Fab抗体具有抗Fas抗体的特异性,为进一步的研究奠定了基础。     

BSA-Y-DOTA免疫噬菌体Fab抗体库的构建及鉴定

目的 :构建钇 十二烷四乙酸 (Y DOTA)免疫噬菌体Fab抗体库。方法 :将牛血清白蛋白 (BSA)与DOTA交联 ,并与金属Y鳌合制备成BSA Y DOTA ,用其免疫BALB/c小鼠。检测抗血清的滴度后 ,分离抗体阳性的小鼠脾淋巴细胞 ,提取总RNA。利用RT PCR扩增全套重链Fd和轻链基因 ,依次插入经改造的噬菌体载体pComb3M的相应酶切位点 ,构建成Fab噬菌体抗体库。用酶切、序列测定及ELISA等方法 ,对重组率、多样性及Fab的展示情况进行鉴定。结果 :成功得制备了BSA Y DOTA交联物 ,并获得较好的免疫效果。免疫小鼠的全套重链Fd片段和轻链均得到正确扩增 ;Fd片断和轻链基因均插入到载体pComb3M中 ;Fab抗体库的库容量达 8× 10 7;重组率约为90 % ,且具有良好的抗体基因多样性。另外 ,Fab片段也被展示于噬菌体表面。结论 :成功地构建了半抗原Y DOTA的Fab噬菌体抗体库 ,为筛选Y DOTA特异性抗体奠定了基础     

Optimization of primers for cloning libraries of mouse immunoglobulin genes using the polymerase chain reaction

We have optimized primers for cloning libraries of murine heavy and light chain variable regions using the polymerase chain reaction. Since we are interested in cloning murine Fab fragments for expression in bacterial cells, the heavy chain primers were designed to clone Fd fragments comprising the heavy chain variable domain and the first domain of the IgG constant region. The light chain primers were designed to clone the entire murine kappa chain. Using ten degenerate 5′ primers and a degenerate 3′ primer to amplify murine Fd and seven degenerate 5′ primers with a single 3′ primer to amplify kappa chains, a diverse repertoire of mouse variable regions was cloned from mouse spleens.     

鼠源抗haPrP23-231噬菌体抗体库的构建和初步鉴定

目的构建和鉴定鼠源抗haPrP23-231噬菌体抗体库。方法利用纯化的朊蛋白抗原免疫BALB/c小鼠,取脾,提取细胞总RNA,逆转录cDNA,以其为模板进行免疫球蛋白Fab区基因的特异性PCR扩增,将轻链和重链Fd段基因分别构建到pComb3质粒,构建噬菌体抗体库。结果经过四轮"吸附-洗脱-富集"的过程后获得了12株阳性克隆。挑取5株进行序列分析,并将结果与GenBank中已知序列库中的IgG序列进行比较,得到了两株不同的抗体,并进行了初步鉴定。结论本研究为朊病毒病的研究奠定了基础。     

人源腺病毒伴随病毒Ⅱ型单克隆抗体Fab段及其全抗体的研制

目的 运用噬菌体表面表达技术，获得基因工程抗腺病毒伴随病毒抗体Fab、IgG。方法 从酶联免疫吸附试验阳性的人外周血中分离淋巴细胞。提取总RNA，逆转录cDNA，聚合酶链反应扩增人IgG Fab轻、重链基因，利用pComb3载体构建噬菌体抗体库。用纯化的腺病毒伴随病毒为固相抗原筛选抗体Fab段，并在E.coli中进行分泌性表达。通过ELISA和间接免疫荧光试验、筛选和鉴定Fab抗体，并进行序列测定。然后将其重链和轻链基因克隆到全抗体表达载体pAC-L-Fc上。转染昆虫sf-9细胞，利用杆状病毒，昆虫细胞系统实现全抗体的分泌型表达，免疫沉淀试验鉴定它的抗蛋白。结果 分离到一株Fab克隆AAVs-31，腺病毒伴随病毒抗原和抗Fab抗体直接ELISA检测阳性，间接免疫荧光试验呈阳性，序列分析结果表明是一新的序列，所获得的基因为人源IgG Fab基因。由Gamma链和Kappa链组成。表达的全抗体ELISA反应、免疫荧光反应和间接免疫荧光试验均为阳性，免疫沉淀试验结果显示它结合病毒颗粒，不结合任一VP1、VP2、VP3单独衣鞘蛋白。结论 用噬菌体表面表达技术首次获得了抗腺病毒伴随病毒Ⅱ型单克隆抗体Fab段，并在真核系统中表达了其全抗体，它们识别的可能是衣鞘蛋白组装时形成的表位。     

人源抗人免疫缺陷病毒1型噬菌体抗体库的构建及筛选

目的构建人免疫缺陷病毒１型（ＨＩＶ－１）特异性噬菌体抗体库，制备人源抗ＨＩＶ－１ｇｐ１２０单克隆抗体。方法以半巢式聚合酶链反应（ＰＣＲ）从ＨＩＶ－１感染者外周血单个核淋巴细胞中扩增抗体重链Ｆｄ和轻链（ｋ）基因，与噬菌体载体ｐＣｏｍｂ３连接，构建噬菌体抗体Ｆａｂ组合文库。对抗体库进行３轮吸附－洗脱－扩增的亲和选择后，以ＥＬＩＳＡ法筛选抗ＨＩＶ－１ｇｐ１２０噬菌体抗体，并进行ＤＮＡ序列分析和Ｆａｂ的可溶性表达。结果半巢式ＰＣＲ有效地扩增出Ｆｄ和ｋ基因，以此构建成容量为１９５×１０７的噬菌体抗体库。３轮亲和选择使特异性抗体得到高度富集，抗ＨＩＶ－１ｇｐ１２０噬菌体抗体阳性克隆占３２％。对一阳性克隆抗体基因ＣＨ１和ＣＬ部分ＤＮＡ序列进行了测定，并在大肠杆菌表达出可溶性Ｆａｂ。结论抗ＨＩＶ－１特异性噬菌体抗体库的构建和人源抗ＨＩＶ－１ｇｐ１２０单克隆抗体的制备为今后筛选抗ＨＩＶ中和抗体奠定了基础，具有重要的应用价值。