识别流感病毒N1神经氨酸酶的抗体的开发与表征

Development and characterization of an antibody that recognizes influenza virus N1 neuraminidases.

作者信息Nan Chen, Renxi Wang, Wanlu Zhu, Xiangjun Hao, Jing Wang, Guojiang Chen, ChunXia Qiao, Xinying Li, Chenghua Liu, Beifen Shen, Jiannan Feng, Lihui Chai, Zuyin Yu, He Xiao
PMID38723016
期刊PLoS One
发布时间2024-05-09
DOI10.1371/journal.pone.0302865

实验完整度

中

研究包含体外抗体筛选、结合活性、功能验证和表位初步鉴定,但缺乏体内保护实验且假病毒功能验证有限。

主要模型

MDCK细胞和293T细胞 H5N1假病毒系统

重点核对

FNA1 mAb与CA/09 NA和Anh05 NA的结合特异性(ELISA、Western blot、流式细胞术) FNA1 mAb对CA/09 NA和Anh05 NA的酶活性抑制(ELLA) FNA1 mAb对H5N1假病毒释放的阻断作用 FNA1 mAb与NA突变体结合流式细胞术确定关键残基

摘要

甲型流感病毒(IAVs)持续对公共卫生构成巨大威胁,其预防和治疗仍然是重大的国际问题。神经氨酸酶(NA)是流感病毒表面第二丰富的糖蛋白,针对NA的抗体已被证明对流感感染有效。在本研究中,我们制备了一种名为FNA1的单克隆抗体(mAb),靶向N1 NA。FNA1与H1N1和H5N1 NA反应,但不与H3N2和H7N9的NA蛋白反应。在体外,FNA1显示出有效的抗病毒活性,既介导NA抑制(NI),也阻断假病毒释放。此外,NA蛋白中的第219、254、358和388位残基对FNA1与H1N1 NA的结合至关重要。然而,尚需进一步验证以确认FNA1 mAb是否确实是针对NA的良好抑制剂,可用于H1N1和H5N1病毒的应用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
开发并表征一种能够识别N1亚型流感病毒神经氨酸酶的单克隆抗体,并评估其抗病毒活性。
核心机制
FNA1通过结合NA蛋白的特定残基(W219、K254、W358、S388),通过空间位阻阻断神经氨酸酶活性位点对底物的接触,从而抑制NA酶活性。
主要证据
ELISA和Western blot显示FNA1与H1N1和H5N1 NA结合;ELLA实验显示FNA1抑制CA/09 NA和Anh05 NA的酶活性(IC50分别为0.06和2.88 μg/mL);假病毒释放实验显示FNA1阻断Anh05假病毒释放;点突变和流式细胞术鉴定出关键残基。
研究意义
FNA1作为N1 NA的特异性抗体,有望成为流感治疗的候选药物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

抗体筛选与制备

从噬菌体展示文库中筛选靶向H1N1 NA的单链抗体,并转化为全长IgG。

利用CA/09 NA进行三轮淘选,ELISA鉴定阳性克隆,选出FNA1 scFv,克隆到pFRT-IgG1κ载体,在ExpiCHO细胞中瞬时表达并纯化。

2

抗体结合特异性验证

验证FNA1 mAb与不同亚型NA蛋白的结合特异性和亲和力。

通过ELISA和Western blot检测FNA1与H1N1、H3N2、H5N1、H7N9 NA的结合;利用流式细胞术检测与293T细胞表面表达的NA的结合;通过BLI测定亲和力。

3

神经氨酸酶抑制活性测定

检测FNA1 mAb对NA酶活性的抑制作用。

利用ELLA和NA-XTD实验检测FNA1对CA/09 NA、Anh05 NA和Anh05假病毒的酶活性抑制。

4

假病毒释放抑制实验

检测FNA1 mAb是否阻断包膜假病毒从细胞释放。

共转染HA、NA和包装质粒包装Anh05假病毒,转染后6小时加入FNA1 mAb,48小时后检测释放的假病毒感染293T细胞的能力。

5

表位初步鉴定

确定FNA1 mAb与H1N1 NA结合的关键氨基酸残基。

选择35个可能的突变位点,通过定点突变构建NA突变体,转染293T细胞后利用流式细胞术检测FNA1与突变体的结合。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
重组H1N1 NA蛋白Sino Biological11058-V08B
重组H3N2 NA蛋白Sino Biological40569-V07H
重组H5N1 NA蛋白Sino Biological11676-V08B
重组H7N9 NA蛋白Sino Biological40108-V07H
免疫管Bio-view shine--
ExpiFectamine CHO转染试剂盒Thermo Fisher ScientificA29133
HiTrap rProtein A FF 层析柱Cytiva17507901
Bis-Tris凝胶GenScriptM00653
辣根过氧化物酶标记的抗人IgGSeraCare5220-0330
聚偏二氟乙烯膜MerckIPVH00010
eBlot L1快速湿转系统GenScript--
增强型化学发光底物PerkinElmerNEL105001EA
Lipo3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000015
抗人kappa轻链二抗Thermo Fisher Scientific12-9970-42
ForteBio Octet系统Sartorius--
0.45 μm滤器MerckSLHV033RB
30 KD离心过滤器MerckUFC903096
荧光素酶底物PromegaE1910
胎球蛋白SigmaSRP3283
HRP标记的花生凝集素SigmaL7759
NA-XTD检测试剂盒Thermo Fisher Scientific4457535
快速定点突变试剂盒TIANGENKM101
GraphPad Prism软件----
FlowJo软件----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
MDCK和293T细胞培养条件:含10% FBS的DMEM,37°C、5% CO2
阅读提示:见Methods中的Cells and recombinant proteins
重组蛋白
重组NA蛋白来源及货号:Sino Biological,CA/09 (11058-V08B)、H3N2 (40569-V07H)、Anh05 (11676-V08B)、H7N9 (40108-V07H)
阅读提示:见Methods中的Cells and recombinant proteins
抗体结合实验(ELISA/Western blot)
FNA1 mAb起始浓度5 μg/mL,包被NA蛋白浓度2 μg/mL
阅读提示:见Methods中的ELISA和Western blot
神经氨酸酶抑制实验(ELLA)
Anh05假病毒使用浓度(滴度2.59×10^5 TCID50/mL),CA/09 NA浓度25 μg/mL,Anh05 NA浓度0.5 μg/mL,FNA1起始浓度100 μg/mL
阅读提示:见Methods中的NA enzyme-linked lectin assay (ELLA)
假病毒释放抑制实验
质粒比例1:1:2,FNA1浓度5和50 μg/mL,转染后6小时加抗体
阅读提示:见Materials and methods中的In vitro inhibition of pseudovirus release by FNA1 mAb