雙功能抗體的表達及預測

雙功能抗體的表達及預測

關鍵詞：單鏈抗體                                  單鏈抗體除本身的治療作用外，還可作為載體與細胞因子等結合，構建成雙功能抗體用于腫瘤的導像治療。據文獻報道［1~3］各衍生因子兩個完整基因融合成單一蛋白，經抗腫瘤活性檢測發現，融合蛋白具有雙重活性，但融合蛋白的親和性及抗腫瘤活性分別較衍生因子的功能及活性有所變化，可能由于融合蛋白結構變化導致功能及活性的變化。利用生物信息學網絡資源分析融合蛋白的二級結構及其理化性質，為進一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據。        1  雙功能抗體的研究進展        隨著分子生物學的發展，腫瘤的藥敏基因治療成為各國學者研究的熱點［3~5］。將目的基因導入靶細胞是基因治療過程中的一個重要環節，因為目的基因導入靶細胞效率的高低將直接影響基因治療的效果甚至成敗。由逆轉錄病毒介導的基因轉移所面臨的最大問題是病毒轉導效率較低，原因之一是由于包裝后難以得到穩定產生較高滴度感染性逆轉錄病毒的包裝細胞系。單鏈抗體（ScFv）是由Fv抗體衍生而來，將抗體重鏈可變區和輕鏈可變區通過一段連接肽連接而成，ScFv具有天然抗體的親和力，而分子只有完整抗體的六分之一。具有分子小、穿透力強、容易進入實體瘤周圍的血液循環等特點，體內應用具有較大的分布容積和較高的組織分布比例，ScFv是構建雙功能抗體，雙特異性抗體等多種新功能抗體分子的理想元件。一個蛋白或蛋白片段可以融合到ScFv片段上以配備附加的性質，如免疫毒素的產生，是通過將一個腫瘤特異的ScFv或Fab融合到一個內源化能殺死靶細胞的毒素上。許多細胞特異抗體可將試劑傳遞到腫瘤部位發揮其細胞毒元件的作用。腫瘤特異性抗體片段已經與細胞因子融合［4~8］。在這種情況下，稱免疫細胞因子的分子注射到患者體內，在腫瘤細胞表面積聚，可以激活腫瘤附近的T淋巴細胞。這些融合蛋白內在的腫瘤結合活性允許使用低濃度，沒有通常與系統細胞因子注射相關的副作用。        細胞因子融合蛋白均具有衍生因子的雙重活性，其中有一些的活性較各自野生型低，或者與野生型因子的相加一致，或者其活性高于衍生因子的相加活性，人工構建的新蛋白可能具有與衍生因子無關的新活性［9~11］。事實證明：具有不同功能域的復合蛋白質以及連接肽的設計是今后尋找新的治療因子的有效途徑和研究方向。生物信息學可以促進藥物的發現和開發過程，即充分利用生物信息學的生物學和遺傳學信息來尋找和開發以基因為基礎的藥物。        2  雙功能抗體的表達及其生物學性質的預測        對于cDNA序列包含一個完整的蛋白質編碼區，重要的則是分析所編碼蛋白質的功能。蛋白質序列的生物信息學分析是從理論分析邁向實驗研究的最為重要的部分。如果擬對所感興趣的基因投入實驗研究，那么，基于生物信息學獲得盡可能多的關于該基因/蛋白質的信息是十分重要和極其重要的，尤其是當采用生物信息學的分析得到其結構功能域的信息后，將對研究思路的制定提供重要的指導信息［12，13］。        傳統生物學認為，蛋白質的序列決定了它的結構，也就決定了它的功能［14，15］。因此，隨著近10年來生物學分子序列信息的爆炸性增長，大大促進了各種序列分析和預測技術的發展，目前已經可以用理論預測的方法獲得大量的結構和功能信息，用生物信息學的方法，通過計算機模擬和計算來“預測”出未知蛋白質信息或提供與之相關的輔助信息，可以用較低的成本和較快的時間就能獲得可靠的結果［16~18］。重組融合蛋白是通過DNA重組的方法，將功能上相關的兩種蛋白用連接肽連接，以達到優化蛋白功能的目的，如免疫毒素和細胞因子融合蛋白，并已用于腫瘤治療。我們在構建融合蛋白之后，運用生物信息學資源DNAssist核酸序列分析軟件分析ScFv-TNF-αDNA序列翻譯并獲得了氨基酸序列，蛋白質分析軟件（ANTHEPROT V5）分析融合蛋白的二級結構及其理化性質。利用生物信息學網絡資源進行分析預測融合蛋白的性質，為進一步探討單鏈雙功能抗體基因融合蛋白提供依據。構建重組導向的融合蛋白［19］，通過重組PCR方法在編碼ScFv與TNF-α的堿基之間引入酶切位點，并克隆到逆轉錄病毒表達載體PLxSN上表達，用脂質體轉染法轉染PA317包裝細胞，G418篩選10天后共挑選50個細胞集落，擴大培養后測定29個細胞集落的病毒滴度，篩選出一株cfu>1×109/L的感染性重組病毒產生細胞系C26。
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