《Journal of Cell Biology》新型纳米抗体，减少实验动物使用

传统抗体生产耗时、昂贵，而且需要养很多动物，于是，德国Max Planck 生物物理化学研究所研制出了“纳米二抗”以取代现行抗体，减少活动物使用。纳米二抗可利用微生物发酵大规模生产，而且比传统二抗性能更好。

　　

生物学研究和医学诊断离不开抗体。例如，当研究人员通过荧光显微术研究细胞内某个蛋白质时，他们通常选用针对该蛋白的抗体特异性标记。在“一抗”结合目标蛋白以后，就需要使用携带荧光染料的“二抗”去结合“一抗”，从而使目标蛋白在显微镜下可见。

一抗种类繁多，通常使用兔子、小鼠等小型动物：先用纯化蛋白质免疫小动物（类似人类免疫接种），当动物的免疫系统生成抗体后，再采集动物血液，回收处理抗体。由于全世界数千万实验室用完一抗以后，都需要二抗，导致二抗需求量很大。因此，二抗生产通常采用驴、山羊和绵羊等大型动物，这，构成了一个伦理问题。

为了解决这一问题，Santa Cruz公司在今年早些时候就推出了二抗新产品“Mouse IgG Binding Protein”。12月20日，Max Planck研究所的科研人员在《Journal of Cell Biology》发表文章，报道抗鼠和抗兔型纳米二抗（anti–mouse and anti–rabbit IgG secondary nanobodies），推进可持续的传统二抗替代品的全球热潮，大大减少用于抗体生产的动物数量。

（新型纳米抗体概览）

“二抗生产质量要求极其严格，必须非常特异性地只与单一物种的一抗结合，而不能与培养基或细胞样品中其他物质结合。因此，在设计真正完美的二抗之前，我们先抽取了两头免疫羊驼的少量血液，然后分析其中的大量变体。通过噬菌体展示（将抗体或肽表位展示于噬菌体表面），从中挑出最好的版本用于细菌工程改造和纳米抗体生产，”本文一作Tino Pleiner和Max Planck研究所所长Dirk Görlich解释道。

荧光强度

其实，早在1993年比利时的先进科学家团队就提出过纳米抗体的概念。从此以后，很多人也尝试制备能代替二抗的纳米抗体。然而，实际情况比想象困难得多，原因之一是纳米抗体的尺寸比正常抗体小十倍，它们提供给荧光分子耦合的空间太小，所以在显微镜下，比传统抗体显得更暗淡。

“纳米二抗研发的最初结果相当令人失望，图像昏暗且嘈杂，但是我们没有放弃，我们再次刺激两头羊驼，提高初始抗体效能，然后在试管中进一步演化。将两个或更多兼容抗体结合起来耦合荧光染料的策略成功了，”Görlich讲述研发过程中遇到的困境。“现在，纳米抗体的信号强度已经完全可以匹配传统抗体了。”

分辨率

纳米抗体的优势在于“使用超分辨率显微术观察时，细胞结构的光学分辨范围只有几纳米，然而一抗和二抗的体积加起来就已经有15 nm。纳米二抗的体积只有传统二抗的三分之一，因此纳米抗体的分辨率更好，”Pleiner说。

Görlich 强调：“除了显微成像，我们还检测了纳米二抗在其他检测中的效果，结果都十分鼓舞人心。特别是，细菌生产还促进了它们与其他报告蛋白（例如酶）的修饰和融合。我相信，我们的研究成果可以取代常规驴和羊等动物生产的传统二抗。”

原文检索：
A toolbox of anti–mouse and anti–rabbit IgG secondary nanobodies

欢迎索取Mouse IgG Binding Protein的试用装

（生物通：伍松）