抗人成纤维细胞生长因子-21单克隆抗体的制备、表征及体外生物活性分析

Anti-human fibroblast growth factor-21 monoclonal antibody preparation, characterization and analysis of in vitro bioactivity.

作者信息Liangjun Ding, Zhichao Hao, Qingyan Yuan, Pengfei Xu, Yinhang Yu, Deshan Li
PMID27882173
发布时间2016-11
DOI10.3892/etm.2016.3753

实验完整度

包含抗体制备、表征、表位筛选和体外功能验证,但缺乏动物模型或患者样本等多层级验证。

主要模型

3T3-L1脂肪细胞 BALB/c小鼠 DH5α大肠杆菌

重点核对

hFGF-21蛋白的表达与纯化 抗hFGF-21单克隆抗体(2D8)的制备与纯化 抗体亚型与效价测定 表位筛选:APEx细菌展示与FACS 体外中和活性:葡萄糖摄取与GLUT1 mRNA表达

摘要

人成纤维细胞生长因子21(hFGF-21)参与许多代谢过程,并且hFGF-21水平升高与许多代谢疾病相关。然而,hFGF-21在代谢系统中的作用尚未完全了解。人源化抗hFGF-21单克隆抗体(mAb)将为进一步研究hFGF-21在代谢系统及相关疾病中的作用提供一种新方法,可能揭示未来治疗这些疾病的靶点。本研究旨在制备抗hFGF-21单克隆抗体,并鉴定其特性和体外生物活性。本研究结果表明,制备的抗hFGF-21单克隆抗体(克隆2D8)具有良好的特异性,免疫球蛋白亚型为IgG2b,效价为1:1.024×10^6。使用荧光激活细胞分选筛选hFGF-21表位,揭示了抗hFGF-21单克隆抗体识别的特异性15个氨基酸序列(YQSEAHGLPLHLPGN)。使用葡萄糖摄取试验和测量3T3-L1脂肪细胞中葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)信使RNA(mRNA)的表达来确定抗hFGF-21的体外生物活性。结果表明,hFGF-21依赖性葡萄糖摄取和GLUT1 mRNA表达与所测试的抗hFGF-21单克隆抗体水平的增加呈负相关,并且hFGF-21活性可以通过增加单克隆抗体的浓度而克服,表明该单克隆抗体在体外具有hFGF-21中和活性。

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
本研究旨在制备抗hFGF-21单克隆抗体并表征其特性,以探究其在代谢系统中的作用。
核心机制
该单克隆抗体通过降低hFGF-21依赖的GLUT1 mRNA表达,从而减少葡萄糖摄取,发挥中和作用。
主要证据
通过Western blot和ELISA验证抗体特异性与亲和力;通过FACS和APEx细菌展示鉴定表位;在3T3-L1脂肪细胞中,葡萄糖摄取和GLUT1 mRNA表达随抗体浓度增加而降低。
研究意义
该抗体可能作为hFGF-21相关疾病的潜在治疗剂,并为未来研究hFGF-21提供工具。

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

hFGF-21表达与纯化

获得用于免疫和检测的重组hFGF-21蛋白。

在实验室前期研究中表达并纯化了全长的hFGF-21蛋白。

2

抗体制备与纯化

产生针对hFGF-21的单克隆抗体。

用hFGF-21免疫BALB/c小鼠,通过杂交瘤技术筛选阳性克隆,并注射小鼠腹腔制备腹水,经Protein A亲和纯化获得单克隆抗体(2D8)。

3

抗体表征

鉴定抗体的特异性、亚型、效价和交叉反应性。

通过SDS-PAGE分析抗体纯度,ELISA测定效价和交叉反应性,Western blot验证特异性。

4

表位筛选

确定抗体识别的hFGF-21表位。

利用APEx细菌展示技术将hFGF-21分段表达于大肠杆菌周质,通过FACS检测与抗体的结合能力,筛选出最小表位。

5

体外中和活性验证

评估抗体对hFGF-21依赖的葡萄糖摄取和GLUT1 mRNA表达的影响。

在3T3-L1脂肪细胞中,用hFGF-21和不同浓度抗体共同刺激,检测葡萄糖摄取和GLUT1 mRNA表达。

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
完全弗氏佐剂Sigma-Aldrich--
不完全弗氏佐剂Sigma-Aldrich--
RPMI-1640培养基You Kang Biotechnology Co., Ltd.CM0302
DMEM培养基ProcellPM150310
蛋白A琼脂糖凝胶GalaxyBio--
Super Signal West Femto最大灵敏度底物Thermo Fisher Scientific, Inc.34095
SAB克隆分型系统-HRPSouthernBiotech5300-05
异硫氰酸荧光素抗体标记试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.53027
葡萄糖测定试剂盒Sichuan Maccura Biotechnology Co., Ltd.0105102
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
SYBR Premix Ex Taq----
Thermal Cycler Dice实时荧光定量PCR系统Takara Biotechnology Co., Ltd.--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠二抗Abbikine, Inc.A21010

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
抗体制备
免疫剂量:100µg/只;免疫程序:完全弗氏佐剂初免,不完全弗氏佐剂与hFGF-21等体积混合,间隔2周加强两次,融合前PBS加强;小鼠品系:雌性BALB/c小鼠(n=3);死亡后取脾脏融合。
阅读提示:Materials and methods: Anti-hFGF-21 mAb (clone 2D8) production
抗体表征
包被抗原浓度:20µg/ml;封闭液:5%脱脂牛奶;抗体稀释范围:梯度稀释;二抗稀释度:1:15,000。
阅读提示:Materials and methods: Indirect ELISA, Titer measurements
表位筛选
IPTG浓度:0.25mmol/L;诱导时间:4小时;FITC标记抗体:2mg/ml,4µl;细胞处理:蔗糖、EDTA、溶菌酶处理。
阅读提示:Materials and methods: APEx bacterial display analysis
体外活性实验
3T3-L1细胞密度:1×10^6/ml;血清饥饿时间:12小时;hFGF-21浓度:1000nmol/L;抗体浓度:0、0.075、0.15、0.3、0.6、1.2µg/ml;刺激时间:24小时。
阅读提示:Materials and methods: 3T3-L1 stimulation with hFGF-21 and anti-hFGF-21 mAb, Glucose uptake assay, Measuring GLUT1 mRNA expression