抗体在生命科学研究中扮演极为重要的角色,抗体的应用几乎渗透到生物技术的方方面面,比如常见的western blot、流式细胞术、immunohistochemistry和ChIP-seq等(图1)。 但是目前抗体市场鱼龙混杂,良莠不齐,很多使用抗体的实验都面临难以重复的问题,这其中重要的原因之一就是抗体质量不高,尤其是特异性不够好。好的抗体不仅可以帮助实验者检测到正确的针对特定抗原或靶标的信号,也可以最大程度保证实验是可以重复的。一些对信噪比和精确度要求极高的应用,如ChIP-seq、免疫荧光等,一款好的抗体是这些实验成功必不可少的条件。 图1 抗体的各种应用场景 目前各种实验中一抗越来越多地用到兔抗,这既得益于兔抗相比鼠抗具有一些不可替代的优势,也得益于兔单克隆抗体开发技术的不断升级迭代。 小编查阅了几家头部抗体公司的一抗产品类型,主要选取2家进口头部抗体公司(Abcam和CST)和2家国产头部抗体公司(Proteintech和ABclonal),这些公司的数据应该可以很好地说明目前鼠抗和兔抗在市场的应用情况。 图2 4家头部抗体公司一抗产品中鼠抗和兔抗数量统计(重组抗体一般是单抗) 从图2中可以看到几点规律:
兔抗相比鼠抗,到底有哪些优势? 简单说,就是兔抗比鼠抗具有更好的特异性、更高的亲和力、更广的结合多样性。 图3 兔单抗与小鼠单抗的性能比较 兔抗相比鼠抗的优势主要与以下几个方面有关: 兔的B细胞免疫组库发育与小鼠显著不同,经过更复杂的多样性扩大过程。人和小鼠的B细胞免疫组库的成熟一般经过两个阶段,一个是V-D-J基因重排,另一个是类型转换和体细胞高频突变(SHM,somatic hypermutation),最终的结果是促进抗体的亲和力成熟。而兔会经历独特的三个阶段,相比小鼠,兔B细胞会额外多一个在肠相关淋巴组织(GALT,gut-associated lymphoid tissue)和二级淋巴组织中进行SHM的阶段,会进一步增强兔抗亲和力的成熟,从而导至兔相比小鼠具有更加多样和强大的抗体组库,能够识别更多不同的抗原和抗原表位。 CDR3区域位于抗体的可变区,是决定抗体特异性的关键区域。兔的CDR3区域每比小鼠CDR3多一个氨基酸,兔的抗体多样性就会比小鼠多20倍。 抗体与其抗原之间的亲和力一般用解离常数(KD)表示,KD 值越低,表示亲和性越高。一般单抗(包括鼠单抗)的KD值一般为10-9M(纳摩尔)级别,而兔单抗的KD值往往可以达到10-12M(皮摩尔)级别。 得益于兔具有更加多样的B细胞免疫组库,兔抗对一些具有微小差异的抗原表位能够更好的特异性。例如,蛋白的翻译后修饰(PTM,如磷酸化、甲基化)的抗体一般是会选用兔抗。而鼠抗对于这类微小变化的蛋白的特异性不够,往往会导至交叉反应和假阳性。 鼠抗主要针对多肽和蛋白类抗原,对非肽类的小分子特异性较差。相比小鼠,兔的免疫系统具有更加精细的抗原呈递系统,这使得兔可以产生针对类固醇激素、脂类和多糖等非肽小分子的高特异性抗体,进一步拓宽了兔抗的应用范围。 图4 兔B细胞和抗体组库的发育历程 重组兔单抗比兔单抗更具竞争力 从图2可以看到,头部抗体公司的兔单抗基本以重组兔单抗为主。重组兔单抗相比兔单抗,具有以下优势: 大部分头部抗体公司都有自己的单个B细胞筛选平台,通过高通量筛选和测序,得到抗原特异性B细胞的抗体序列,将抗体序列克隆到合适的载体进行体外表达,并对产生的抗体进行亲和力验证,从而得到特异性抗体。这种基于已知抗体序列和遗传工程的抗体生成合成方式,最大限度保证了不同批次抗体的高度一致性和可重复性。 将已知抗体序列构建到重组载体上后,在工程菌株或者昆虫表达系统中即可实现抗体的表达和生产。无需从活体动物血清或器官中获取抗体,可以极大降低动物内源血清和其他物质对抗体纯度及后续实验的影响,极大地确保了抗体的可靠性和稳定性。 图5 基于单个B细胞平台获得特异性重组抗体的技术路径 好了,说了这么多,相信聪明的读者朋友们已经对鼠抗和兔抗的区别有了更加清楚的认识了。兔单抗凭借其优越的特异性、超高的亲和力、更广泛的识别靶标,迅速成为抗体应用市场中的主力军。希望小编的介绍能帮大家挑选出更合适的抗体,帮大家得到可信度更高的实验结果。 抗体的确是个神奇的东西,后面小编希望能够继续跟大家唠唠抗体。 |