抗体的表达原理
抗原抗体的反应原理
抗原抗体的反应原理
抗原抗体的反应原理是生物学中的一个核心概念，它涉及到生物体内复杂的免疫应答机制。
简单来说，抗原抗体反应是免疫系统识别和清除外来入侵者（如细菌、病毒等）或体内异常细胞（如癌细胞）的过程。
抗原是一种能刺激机体产生免疫应答，并能与免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内或体外发生特异性结合的物质。
它可以是来自外部的微生物（如细菌、病毒）或其产物，也可以是体内自身产生的异常物质（如癌细胞）。
抗原具有特异性，即只能与相应的抗体或淋巴细胞结合。
抗体是由免疫系统产生的，能够与抗原特异性结合的免疫球蛋白。
当抗原进入人体后，免疫系统会识别并产生相应的抗体。
抗体与抗原的结合是高度特异性的，即一种抗体只能与一种特定的抗原结合。
这种特异性结合是抗原抗体反应的基础。
抗原抗体反应的过程包括两个阶段：首先是抗原与抗体的特异性结合，这是一个快速而可逆的过程；其次是形成的抗原-抗体复合物的进一步处理，如被其他免疫细胞吞噬、降解或进一步激活免疫反应等。
抗原抗体反应的原理在医学上有广泛的应用，如诊断疾病（如免疫检测、抗原检测等）、治疗疾病（如免疫治疗、疫苗接种等）和研究生物学问题（如分子生物学、免疫学等）。
通过深入了解抗原抗体反应的原理，我们可以更好地理解免疫系统的功能和机制，从而为医学研究和应用提供更好的理论基础和实践指导。
抗体多样性的遗传学原理
抗体多样性的遗传学原理摘要日本分子生物学家利根进川凭借抗体多样性遗传机制的发现，获得了1987年诺贝尔生理学或医学奖。
他主要运用限制酶酶切和重组DNA技术，通过演示一个DNA分子的突变和重组或重新排列证明了体细胞突变理论。
本文将就该成就的取得过程、实验原理和实验经过进行详细阐述。
关键词利根进川体细胞突变理论限制酶酶切重组DNA1、问题的产生二十世纪是生命科学迅猛发展的时代，免疫学是其中一个飞速发展的领域。
免疫学研究的基本问题之一是机体识别“自我”和“非我”。
生物体受到外源物质感染后，会启动体液免疫而产生某些特殊的蛋白质进行抵御，即抗体。
[1]由于可作为抗原刺激机体产生免疫应答的物种成千上万，理论而言可产生相应数量的抗体。
但一个物种只有数量有限的编码基因，因此20世纪70年代前，抗体多样性的产生机制一直是免疫学家争论不休的问题。
主要分歧为生殖系理论和体细胞突变理论。
生殖系理论认为，所有抗体都有专一基因负责，但该理论问题在于生物体内基因数目无法满足众多的抗体；体细胞突变理论认为，抗体基因可以发生突变和重组，该理论可以解释很少基因数能够产生大量微小差异的抗体，但缺乏有力的实验支持。
1971年，日本分子生物学家利根进川加入巴塞尔研究所工作，他相信凭借自己的分子生物学基础并应用当时的新技术——限制酶酶切和重组DNA等能够解决这个难题。
[2]2、抗体多样性产生遗传机制的发现2.1实验基础60年代中期抗体结构已被阐明，即一个免疫球蛋白分子包含两个相同的轻链（L 链）和两个相同的重链（H链），链链之间通过二硫键相连，两链各有一个恒定部分一个变异部分。
抗体分子氨基酸顺序分析表明，从氨基端起的大约110个氨基酸构成了可变区（V区），功能主要是抗原结合部位，抗体多样性的结构基础存在于此；而其余同源性较高的氨基酸顺序则称为稳定区（C区）。
可变区的氨基酸并非全部易变，变化最大的集中区域称之为高变区；而可变区其余部分的氨基酸变化很小，称之为骨架区。
抗体的制备方法与原理
抗体的制备方法与原理一、抗血清的制备有了质量好的抗原，还必须选择适当的免疫途径，才能产生质量好（特异性强和效价高）的抗体。
（一）用于免疫的动物作免疫用的动物有哺乳类和禽类，主要为羊、马、家兔、猴、猪、豚鼠、鸡等，实验室常用者为家兔、山羊和豚鼠等。
动物种类的选择主要根据抗原的生物学特性和所要获得抗血清数量，如一般制备抗r-免疫球蛋白抗血清，多用家兔和山羊，因动物反应良好，而且能够提供足够数量的血清，用于免疫的动物应适龄，健壮，无感染性疾患，最好为///雄性，此外还需十分注意动物的饲养，以消除动物的个体差异以及在免疫过程中死亡的影响。
若用兔，最好用纯种新西兰兔，一组三只，兔的体重以2～3kg为宜。
（二）免疫途径免疫途径有多种多样，如静脉内、腹腔内、肌肉内、皮内、皮下、淋巴结内注射等，一般常用皮下或背部多点皮内注射，每点注射左右。
途径的选择决定于抗原的生物学特性和理化特性，如激素、酶、毒素等生物学活性抗原，一般不宜采用静脉注射。
（三）佐剂由于不同个体对同一抗原的反应性不同，而且不同抗原产生免疫反应的能力也有强有弱，因此常常在注射抗原的同时，加入能增强抗原的抗原性物质，以刺激机体产生较强的免疫反应，这种物质称为免疫佐剂。
佐剂除了延长抗原在体内的存留时间，增加抗原刺激作用外，更主要的是，它能刺激网状内皮系统，使参与免疫反应的免疫活性细胞增多，促进T细胞与B细胞的相互作用，从而增强机体对抗原的细胞免疫和抗体的产生。
常用的佐剂是福氏佐剂（Freundadjuvant）,其成分通常是羊毛脂1份、石腊油5份，羊毛脂与石腊油的比例，视需要可调整为1：2～9（V/V），这是不完全福氏佐剂，在每毫升不完全佐剂加入1～20mg卡介苗就成为完全佐剂。
配制方法：按比例将羊毛脂与石蜡油置容器内，用超声波使之混匀，高压灭菌，置4℃下保存备用。
免疫前取等容积完全或不完全佐剂与免疫原溶液混合，用振荡器混匀成乳状，也可以在免疫前取需要量佐剂置乳钵中研磨，均匀后再边磨边滴加入等容积抗原液（其中加卡介苗3～4mg/ml或不加），加完后再继续研磨成乳剂，滴于冰水上5～10min内完全不扩散为止。
艾滋病抗体免疫学法的原理
艾滋病抗体免疫学法的原理
艾滋病抗体免疫学法主要基于HIV抗体产生的原理，它是一种确诊艾滋病感染的常用方法。
艾滋病抗体免疫学法的原理如下：
1. HIV感染后，机体会产生特定的抗体来对抗病毒。
这些抗体主要是针对HIV 的外膜蛋白和核心蛋白等抗原。
2. 艾滋病抗体免疫学法通常采用酶联免疫吸附试验（ELISA）为主要检测方法。
ELISA是一种高度敏感的实验技术，可以检测到极低浓度的抗体。
3. 在检测中，首先将被测血清样本与已知含有HIV抗原的试剂混合。
如果样本中存在HIV抗体，则它们会结合到试剂中的抗原上。
4. 随后，引入与这些抗体结合的酶标记抗体，它们会与患者血液中的HIV抗体形成复合物。
5. 最后，通过添加特定底物，观察是否会产生某种颜色的反应产物。
如果有颜色的反应产物生成，就说明被测样本中存在HIV抗体，即艾滋病阳性。
这种抗体检测方法可以在HIV感染后的2到8周内检测到阳性结果。
然而，在
感染初期的几周内，由于抗体水平较低，也可能出现假阴性结果。
因此，如果存在高度怀疑的情况，建议进行多次检测以确认结果。
生物素偶联抗体原理
生物素偶联抗体原理引言：生物素偶联抗体技术是一种常用的生物化学和分子生物学实验技术，用于检测和定位特定分子在细胞或组织中的位置。
本文将介绍生物素偶联抗体的原理及其在实验中的应用。
一、生物素偶联抗体的原理生物素偶联抗体技术是利用生物素与生物素结合蛋白（biotin-binding protein）的高度特异性结合来实现的。
生物素与生物素结合蛋白之间的结合非常紧密，形成了极为稳定的化学键。
因此，将生物素偶联到抗体分子上，可以通过与生物素结合蛋白的结合，实现对目标分子的检测和定位。
生物素偶联抗体的制备可以通过多种方法实现，最常见的方法是利用偶联剂将生物素与抗体分子进行共价结合。
偶联剂通常是活化的生物素分子，可以与抗体上的氨基或硫基发生化学反应，形成共价键。
这样，生物素就被牢固地连接到抗体上，形成生物素偶联抗体。
二、生物素偶联抗体的应用生物素偶联抗体技术在生物学和医学研究中得到了广泛应用，主要包括以下几个方面：1. 免疫组织化学（IHC）：生物素偶联抗体技术可以用于在组织切片中检测和定位特定抗原的表达。
通过将生物素偶联抗体与组织切片中的抗原特异性结合，再利用生物素结合蛋白与生物素的结合，可以通过染色或荧光标记的方法，可视化目标抗原在组织中的位置。
2. 免疫印迹（Western blot）：生物素偶联抗体技术也可以用于检测和定量目标蛋白在细胞或组织中的表达水平。
通过将生物素偶联抗体与目标蛋白结合，再利用生物素结合蛋白与生物素的结合，可以通过化学发光或荧光检测方法，定量目标蛋白的表达水平。
3. 免疫沉淀（Immunoprecipitation）：生物素偶联抗体技术可以用于纯化目标蛋白及其与其他蛋白的相互作用。
通过将生物素偶联抗体与目标蛋白结合，再利用生物素结合蛋白与生物素的结合，可以将目标蛋白及其结合蛋白从混合物中特异性地沉淀下来，实现对蛋白的纯化。
4. 免疫染色（Immunostaining）：生物素偶联抗体技术可以用于检测和定位细胞表面或内部蛋白的表达。
单克隆抗体的基本原理
单克隆抗体的基本原理
单克隆抗体是一种具有单一特异性的抗体，它可以识别并结合到特定的抗原上。
单克隆抗体的制备基本原理是通过免疫细胞技术，从单一的B细胞克隆中获得具
有单一特异性的抗体。
首先，制备单克隆抗体的第一步是免疫动物。
研究人员将目标抗原注射到小鼠
等动物体内，刺激其产生特异性抗体。
随后，从免疫动物中获得B细胞，这些B
细胞具有对目标抗原的特异性结合能力。
其次，获得的B细胞需要与癌细胞（骨髓瘤细胞）融合，形成杂交瘤细胞。
这些杂交瘤细胞具有B细胞的抗原结合能力和癌细胞的无限增殖能力，能够长期稳
定地产生单克隆抗体。
接着，研究人员需要筛选杂交瘤细胞，找到产生目标单克隆抗体的杂交瘤细胞。
这一步通常通过ELISA等方法进行，筛选出具有特异性和高亲和力的单克隆抗体
产生的杂交瘤细胞。
随后，研究人员需要大规模培养筛选出的杂交瘤细胞，生产大量的单克隆抗体。
这些单克隆抗体可以用于治疗、诊断、实验室研究等领域。
最后，单克隆抗体需要进行纯化和鉴定。
研究人员通过离心、层析等方法，将
单克隆抗体与其他蛋白质分离，得到纯净的单克隆抗体。
同时，需要对单克隆抗体进行活性和特异性的鉴定，确保其可以准确地识别和结合目标抗原。
总的来说，制备单克隆抗体的基本原理是通过免疫细胞技术，从单一的B细胞克隆中获得具有单一特异性的抗体。
这种单克隆抗体具有高度的特异性和亲和力，可以广泛应用于医学、科研等领域，具有重要的意义和应用前景。
抗体的制备方法及原理
抗体的制备方法与原理一、抗血清的制备有了质量好的抗原，还必须选择适当的免疫途径，才能产生质量好（特异性强和效价高）的抗体。
（一）用于免疫的动物作免疫用的动物有哺乳类和禽类，主要为羊、马、家兔、猴、猪、豚鼠、鸡等，实验室常用者为家兔、山羊和豚鼠等。
动物种类的选择主要根据抗原的生物学特性和所要获得抗血清数量，如一般制备抗r-免疫球蛋白抗血清，多用家兔和山羊，因动物反应良好，而且能够提供足够数量的血清，用于免疫的动物应适龄，健壮，无感染性疾患，最好为///雄性，此外还需十分注意动物的饲养，以消除动物的个体差异以及在免疫过程中死亡的影响。
若用兔，最好用纯种新西兰兔，一组三只，兔的体重以2～3kg为宜。
（二）免疫途径免疫途径有多种多样，如静脉、腹腔、肌肉、皮、皮下、淋巴结注射等，一般常用皮下或背部多点皮注射，每点注射0.1ml左右。
途径的选择决定于抗原的生物学特性和理化特性，如激素、酶、毒素等生物学活性抗原，一般不宜采用静脉注射。
（三）佐剂由于不同个体对同一抗原的反应性不同，而且不同抗原产生免疫反应的能力也有强有弱，因此常常在注射抗原的同时，加入能增强抗原的抗原性物质，以刺激机体产生较强的免疫反应，这种物质称为免疫佐剂。
佐剂除了延长抗原在体的存留时间，增加抗原刺激作用外，更主要的是，它能刺激网状皮系统，使参与免疫反应的免疫活性细胞增多，促进T细胞与B细胞的相互作用，从而增强机体对抗原的细胞免疫和抗体的产生。
常用的佐剂是福氏佐剂（Freund adjuvant）,其成分通常是羊毛脂1份、石腊油5份，羊毛脂与石腊油的比例，视需要可调整为1：2～9（V/V），这是不完全福氏佐剂，在每毫升不完全佐剂加入1～20mg卡介苗就成为完全佐剂。
配制方法：按比例将羊毛脂与石蜡油置容器，用超声波使之混匀，高压灭菌，置4℃下保存备用。
免疫前取等容积完全或不完全佐剂与免疫原溶液混合，用振荡器混匀成乳状，也可以在免疫前取需要量佐剂置乳钵中研磨，均匀后再边磨边滴加入等容积抗原液（其中加卡介苗3～4mg/ml或不加），加完后再继续研磨成乳剂，滴于冰水上5～10min完全不扩散为止。
CHO细胞表达抗体1
利用超滤膜将抗体从溶液中分离出来，适用于大规模生产中的抗体 纯化。
鉴定技术
1 2 3
ELISA法
酶联免疫吸附试验（ELISA）是一种常用的抗体 鉴定技术，通过抗原-抗体特异性结合的原理， 检测抗体的存在和浓度。
Western Blot法
Western Blot是一种将蛋白质从混合物中分离并 检测其特性的技术，适用于抗体特异性和亲和力 的鉴定。
诊断试剂领域
免疫诊断试剂
CHO细胞表达的抗体可用于免疫诊断试剂的制备，如酶联免疫吸附试验（ELISA）、免疫荧光技术等，用于检测 生物样品中的特定抗原或抗体。
分子诊断试剂
CHO细胞表达的抗体可用于分子诊断试剂的制备，如PCR技术、基因芯片技术等，用于检测生物样品中的特定基 因或蛋白质。
科研领域
抗体库构建
稳定性检测
通过加速稳定性试验等方法检测抗体的稳定 性，确保抗体的长期保存和使用效果。
05
CHO细胞表达抗体的应用
生物医药领域
抗体药物研发
CHO细胞表达的抗体可用于抗体药物 的研发，包括单克隆抗体、双特异性 抗体等，用于治疗癌症、自身免疫性 疾病等。
细胞免疫治疗
CHO细胞表达的抗体可用于细胞免疫 治疗，如CAR-T细胞疗法，通过改造 患者自身的免疫细胞，使其能够特异 性识别并攻击肿瘤细胞。
抗体在科研领域的应用
抗体作为重要的研究工具，可用于研究细胞信号传导、蛋白质相互 作用等生命过程，推动生物医学领域的发展。
02
CHO细胞表达抗体技术
CHO细胞的特点
高效表达
01
CHO细胞具有高效的蛋白表达能力，能够稳定地生产大量的抗无血清培养基中生长，简化了培养过程，降低
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华南农业大学食品学院 廖振林
提要
•
基因工程抗体巴在多种体系获得成功表达，
包括哺乳动物细胞、大肠杆茵、酵母细胞、昆
虫细胞、转基因植物以及转基出动物等表达体
系。其中哺乳动物细胞最接近抗体产生的天然
宿主，是比较成熟、应用最多的表达体系，主
要用于表达完整抗体分子，目前治疗性单抗的
生产基本都用这一表达体系。通过对友达载体、
细胞p3—x63—Ag8与经绵羊红细胞免疫的小鼠
脾淋巴细胞融合而成的杂交瘤，再经培养和药物
筛选发生变异后获得的细胞系。 SP2/0是在表达
基因工程抗体中用得最广泛的淋巴类细胞，尤其
在人—鼠嵌合抗体的表达中用得最多，仅其表达
产量通常较低，多用于实验研究。
κ • NSO细胞系是能在胞内合成 轻链的NS—1细胞的变异株，
不再产生任何免疫球蛋白链，能用于表达各种全分子抗体， 用该细胞系表达的抗人EGF受体的人源化改型抗体己在三 期临床试用中。
• 此外，也有用小鼠骨髓瘤P3UI细胞表达人—鼠嵌合抗体。 用于表达重组抗体的大鼠骨髓瘤细胞仅见有YB2/0细胞的 报道，该细胞系是大鼠骨髓瘤细胞Y3与A0株大鼠脾细胞 融合建立的，本身也不表达任何免疫球蛋白肽链。用骨髓 瘤表达重组抗体时，所用的表达载体通常多选用免疫球蛋 白的启动子和增强子，因这些细胞中含有它们所需要的转 录因子，有利抗体的高表达。
较哺乳动物细脑有一定优势，但在抗体
表达中的应用尚不多，应用价值有待评
价。转基因植物和转基因动物表达体系
主要用于工程抗体的大规模生产，其成
功应用尚需时日。
抗体载体体统的种类
• 1 哺乳动物表达载体系统 • 2 大肠杆菌表达系统 • 3 酵母及昆虫细胞表达系统 • 4 动植物表达系统
第一节 哺乳动物细胞表达系统
• 由于目前尚无稳定但自身不分泌Ig的人 骨髓瘤细胞系，因此，用于表达基因工程 抗体的淋巴类细胞，主要是小鼠和大鼠的 骨髓瘤细胞。
•
目前在表达基因工程抗体最多的骨髓瘤细胞
是小鼠骨髓瘤细胞系SP2/0和NSO，以及大鼠的
骨髓瘤细胞YB2/0。这些骨髓瘤细胞均不产生和
分泌任何免疫球蛋白。 SP2/0细胞系是小鼠骨髓
此外，CHO细胞遗传背景清楚；转
染效率高；能适用于多种载体；能表达
各种类型的重组抗体；可长期稳定传代
并稳定表达有功能活性抗体；可用无血
清或无蛋白培养基培养，有利于抗体的
纯化；能进行大规模培养。因而CHO细
胞已成为生物技术产业化培养的首选工
程细胞系， 目前已批准上市的基因工程
抗体几乎都是在CHO细胞中表达的。
•
同时哺乳动物细胞还能实现抗体的分
泌性表达，表达产物可分泌至无血清或无
蛋白的培养上清中，为抗体的分离纯化提
供了最大的便利。此外表达抗体的哺乳动
物细胞也能进行规模化培养，为抗体的产
业化相应用奠定了基础。
哺乳动物表达细胞
•
但哺乳动物细胞表达体系存在构建周期长、
操作烦琐，表达产量相对低，生产成本较高等缺
COS
•
另一种常用于表达重组抗体的非淋巴类细胞
是COS细胞，COS细胞是用sv40病毒的大T抗原
点。因此、尽管哺乳功物细胞表达体系能用于各
种基因工程抗体的表达．但最适合表达的还是全
分子抗体．以及某些不适宜在非哺乳动物细胞表
达的小分子抗体。哺乳动物细胞表达体系包括宿
主细胞和表达载体：目前常用的宿主细胞主要有
两类，一类是淋巴类细胞，另一类是非淋巴类细
胞。
ห้องสมุดไป่ตู้
一、淋巴类细胞
•
在体内抗体是由浆细胞分泌产生的，浆细胞
• 哺乳动物细胞是最早用来表达抗体分子 的，也是目前应用最多的表达体系。哺乳 动物细胞内有抗体折叠形成正确立体空间 构象所必需的分子伴侣，其内质网为抗体 分子的正确折叠和链内及链间二硫键的形 成提供了有利的氧化-还原环境。
• 此外哺乳类动物细胞还拥有完整的转录、 翻译后加工及分泌等机制，包括抗体的糖 基化、羧基化等一系列复杂的加工过程， 因而哺乳动物细胞表达系统表达的抗体通 常具有正确的折叠和空间构象以及正确的 装配，具有良好生物活性，基本近似于天 然抗体。
CHO
•
人巨细胞病毒立早基因启动子
(PhCMV- IE)，病毒长末端重复序列LTR等 等。通常非淋巴细胞表达重组抗体的产
量低于淋巴类细胞，大多数在lug／ml以
下。但近十余年的研究表明，通过一系
列现代分子生物学技术，尤其是高效扩
增表达技术，可使重组抗体在CHO细胞
中的表达产量达200ug/ml。
•
宿主细胞及各环节的改良和完善，己可达到
100mg／L左右的表达水平，大肠杆菌体系不能
对表达产物进行糖基化，只能表达抗体分子片
段，但由于其遗传背景清楚，操作简单，成本
低，周期短等优点，亦有较广泛的应用，尤其
在研究领域。
•
酵母细胞和昆虫细胞表达体系具有
一定的糖基化功能，能表达完整抗体分
子，可达到较高表达量 ，其操作及成本
具有抗体正确折叠，空间构象形成，链内及链间
二硫键形成的内环境，包括内质网及参与此过程
的各种协向因子和分子伴侣(加重链结合蛋白BiP
GRP78，二硫化异构酶等等)，而且还合完成抗
体恒定区糖基化等翻译后加工修饰的细胞器、蛋
白及代谢产物；因此浆细胞应是最适合表达重组
抗体的。但浆细胞不能在体外长期培养，永生化
二、非淋巴类细胞
• 多种非淋巴类细胞都已被用于表达重组抗 体，其中包括中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary，CHO)细胞、猴肾来源的COS细胞、神 经胶质瘤细胞、嗜伤细胞、Hela细胞、BHK细 胞等等．这些不同组织来源的不同类型的细胞， 在蛋白质的糖基化中可能会有所差别，但到目 前为止，尚未发现从这些非淋巴类细胞中表达 的重组抗体有功能性的缺陷。非淋巴类细胞在 表达重组抗体时若使用免疫球蛋自自身的转录 调控元件，如启动子、增强子等，其表达效率 低、出此常采用其他较强的启动子，如SV40早 期基因和晚期基因启动子(Psv40-EL),
或恶性转化的浆细胞瘤和骨髓瘤细胞系对于表达
重组抗体是最接近浆细胞的，这些细胞同浆细胞
一样能提供抗体表达所需的全套协同因子、分子
伴侣以及糖基化等加工机制。
• 因此能用于表达各种重组的基因工程抗 体。但是有的骨髓瘤细胞系本身也产生免 疫球蛋白链，大多为κ轻链，选择时应首先 考虑用那些本身不产生免疫球蛋白肽链的 骨髓瘤细胞系。