抗体101:单克隆抗体

如果你刚刚开始在你的实验中使用抗体，你可能会对所有的不同种类的抗体感到好奇。一种常见的抗体类型是单克隆抗体。但这意味着什么，单克隆抗体与其他类型的抗体有何不同?

单克隆抗体是如何产生的

“单克隆”指的是具有相同同型和特异性的抗体。换句话说，单克隆抗体来源于单个B细胞克隆。一种常见的方法从杂交瘤中产生单克隆抗体(美国国家研究委员会单克隆抗体生产方法委员会，1999年)。这创造了一个不朽的细胞群，它将继续产生原始B细胞产生的特定抗体。正因为如此，所有的抗体都能识别目标分子上的单个表位。虽然可以产生对抗多种分子的抗体，包括蛋白质、脂质和碳水化合物，但在这篇博文中，我们将重点关注识别蛋白质的抗体。

图1:生产单克隆抗体杂交瘤的步骤。图片由BioRender.com创建。

用于制造杂交瘤的产生抗体的B细胞来自对目标蛋白免疫的动物。动物首先被注射一种小肽，它代表蛋白质中发现的一个短的、独特的氨基酸序列，或者被注射整个蛋白质。从免疫动物中分离出B细胞后，这些B细胞以1:1的比例与骨髓瘤细胞融合，然后在一种名为HAT的特殊培养基中培养。这种培养基选择了不能复制的未融合的骨髓瘤细胞和产生抗体的B细胞，这意味着只有杂交瘤才能在这一步骤中存活。然后，进行限制性稀释分离杂交瘤个体，并采用ELISA法鉴定产生最特异性抗体的杂交瘤。最后，将所选杂交瘤作为克隆群体进行扩增(Holzlöhner et al.， 2017)。

为什么选择单克隆抗体做实验

当你想要确保抗体结合到你感兴趣的蛋白质的特定区域时，单克隆抗体特别有用。例如，如果你正在研究一种在实验中可能与配体结合的蛋白质，那么你要确保你选择了识别远离配体结合位点的表位的抗体(mold等，2016)。如果你的抗体识别出了可能被配体所掩盖的部分蛋白质，那么你就会得到一个假阴性信号——抗体不能识别蛋白质，即使它存在于你的样本中。

此外，单克隆抗体表现出与非预期蛋白脱靶结合的可能性更低。这是因为单克隆抗体只能识别一个表位，所以这个氨基酸序列不太可能被其他蛋白质共享。相反，多克隆抗体——一种抗体的异质混合物，可以识别同一蛋白质上的许多不同的表位——更有可能产生脱靶效应。这是因为这些抗体有更多的机会识别同样存在于其他蛋白质中的表位。

由于单克隆抗体的特异性，它们也导致了更可重复性的实验结果。当您最初选择杂交瘤时，您可以选择产生高亲和力/高亲和抗体的杂交瘤。同一杂交瘤随后被用于生产所有批次的抗体，这意味着抗体在批次之间基本相同。

单克隆抗体的缺点

如上所述，使用杂交瘤产生单克隆抗体时，遗传漂变是一个值得关注的问题。遗传漂变是指随着杂交瘤细胞的分裂，抗体编码基因的核酸序列发生变化。这些变化会改变杂交瘤产生的抗体，这意味着随着时间的推移会有很多变化。具体来说，抗体的抗原结合位点-副抗原-可能会改变和影响杂交瘤产生的抗体的特异性和亲切性。任何基因驱动都可以通过对重链和轻链进行排序来确定。为了避免任何可能的遗传漂变，科学家可以在培养前冷冻杂交瘤细胞，或者从杂交瘤中克隆出基因质粒制造重组抗体．

图2:杂交瘤中重链或轻链基因的变化影响了杂交瘤产生的特异性、贪欲和不同抗体的数量。从图片Bradbury等人，2018年．

在实验室中使用单克隆抗体的另一个障碍可能是成本。由于单克隆抗体的生产和验证涉及的步骤，其成本高于多克隆抗体。例如,它杂交瘤的形成需要更长的时间与免疫动物和恢复多克隆抗体相比(Lipman et al.， 2005)。这反映在抗体的成本上。

结论

您是否选择使用单克隆抗体与其他类型的抗体进行实验取决于多种因素。了解单克隆抗体的优点和缺点将帮助您做出最好的决定，以满足您的实验需要。

引用和资源

参考文献

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Holzlöhner P, Hanack K(2017)通过杂交瘤技术生成小鼠单克隆抗体。木星。https://doi.org/10.3791/54832

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美国国家研究委员会单克隆抗体生产方法委员会。单克隆抗体的生产。华盛顿:国家科学院出版社(美国);1999.杂交瘤的产生:分泌单克隆抗体的永久细胞系。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK100203/

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