【摘 要】
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由新型冠状病毒(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)至今仍在全球范围内肆虐,严重威胁人类生命健康和公共卫生安全。当前新冠肺炎防控主要以疫苗、小分子药物和抗体为主。其中,抗体具有高特异性、强靶向性、低毒副作用和显著疗效等特点,
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由新型冠状病毒(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)至今仍在全球范围内肆虐,严重威胁人类生命健康和公共卫生安全。当前新冠肺炎防控主要以疫苗、小分子药物和抗体为主。其中,抗体具有高特异性、强靶向性、低毒副作用和显著疗效等特点,为疾病的紧急预防和治疗提供了新的选择。抗体小型化是抗体药物的发展方向之一,骆驼科动物(骆驼、羊驼等)及鲨鱼体内存在一种天然缺失轻链的重链抗体,基于重链抗体可变区制备的纳米抗体(Nanobodies,Nbs),又被称为VHH(heavy-chain variable domains,VHHs)抗体。纳米抗体分子大小约15 k Da,仅为传统全分子抗体的十分之一,是具有完整结构功能最小的抗原结合片段。纳米抗体具有水溶性好、易表达、结构稳定、亲和力强、可大规模生产和易于人源化改造等优势,已在医学领域显示出广阔的发展前景。纳米抗体的开发与传统的杂交瘤细胞制备单克隆抗体不同,一般通过非免疫抗体文库或免疫抗体文库进行筛选。常用的纳米抗体文库构建技术包括噬菌体展示技术、核糖体展示技术、酵母展示技术等。其中,核糖体展示技术(Ribosome Display Technology,RDT)是通过模拟细胞内的环境,在体外将m RNA和正确翻译后的蛋白质结合在核糖体上,形成“m RNA-核糖体-蛋白质”三元复合物,进而实现了基因型与表型的偶联。核糖体展示技术具有建库便捷、易于筛选、库容量大、多样性好等优势,已被广泛应用于小分子抗体的筛选和进化,在抗体筛选、肿瘤诊断和治疗、蛋白质组学等方面崭露头角。本研究利用SARS-CoV-2特异性免疫原免疫澳洲羊驼,于6次免疫后分离羊驼的外周血淋巴细胞,提取总RNA反转录成c DNA,通过巢式PCR扩增VHH基因并同时引入核糖体展示纳米文库所需的必要元件,通过重叠延伸PCR(SOE-PCR)将噬菌体gene-Ⅲ基因与VHH基因相连,构建核糖体展示纳米抗体文库并计算其库容,库容量量高达1.12×1013。此外,成功构建了SARS-CoV-2刺突蛋白的受体结合域(receptor-binding domain,RBD)重组真核表达质粒p CAGGS-RBD,重组质粒成功在哺乳动物Expi293F细胞上清中表达且经Western blot鉴定正确。真核系统表达的RBD蛋白经Twin-Strep标签纯化柱纯化,成功获得纯度高达97.5%且具有筛选质量的SARS-CoV-2 RBD蛋白。进一步将构建的核糖体展示纳米抗体文库与SARS-CoV-2 RBD抗原进行固相筛选,筛选后洗脱下来的m RNA重新构建出新的纳米抗体文库再次进行下一轮筛选,经过四轮淘筛,成功将特异性针对SARS-CoV-2的纳米抗体基因进行富集,并对获得的基因序列进行分析,结果表明核糖体展示技术获得的VHH基因序列完整性和多样性良好,为后续纳米抗体的获得奠定了基础。
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