哺乳动物细胞是生产功能性抗体的最佳表达系统,大多数治疗抗体是利用哺乳动物细胞表达的。目前人类批准使用的单克隆抗体药物都是由CHO、SP2/0、NSO等细胞生产。一方面单抗生产需要真核细胞表达以保证其功能的完整性,另一方面哺乳动物细胞生产的抗体免疫原性小、安全性高。CHO细胞生长周期短且能适应无血清培养基的悬浮培养,在摇瓶中表达Nb的产量高达100mg/L;与CHO细胞产生的稳定表达相比,HEK-293细胞通常可以进行瞬时转染表达,提供一些实验室表达参数,但这些参数在早期阶段需要鉴定,更适合在实验室花费较少情况下进行前期表达条件摸索,能有效促进正确翻译后修饰的哺乳动物细胞是抗体表达中最广泛使用的表达系统。
一.纳米抗体
骆驼单域抗体(sabs、VHHs或Nanobodies)是仅由重链可变结构域组成的抗体片段。这些VHHs具有独特的结构和功能特征,因为它们体积小,具有热稳定性和高溶解度。与传统抗体相比,VHHs可以在微生物中制造,大大节省了成本、劳动力和时间,因为VHHs缺乏含有N-连接低聚糖的Fc结构域。到目前为止,VHHs已经在几种生产系统中表达,从原核细胞、酵母、真菌、昆虫细胞、哺乳动物细胞系到植物。
图1 不同形式的抗体
二.纳米抗体哺乳动物细胞表达
目前为止,哺乳动物细胞是产生功能性抗体的最佳表达系统,并且大多数治疗性抗体可在该系统中表达。其中,CHO细胞是最受欢迎的宿主,因为它们在无血清培养基中快速生长并适应悬浮培养;此外,它们还在摇瓶中表达高达100mg/L的VHHs。与CHO细胞中产生的稳定表达相比,人类胚胎肾(HEK)293细胞中通常产生的瞬时和半稳定表达更适合实验室环境,因为它们需要更少的时间精力,并且它们还可以提供一些需要在早期识别的关键参数的早期指示。然而,到目前为止,HEK细胞还没有被用来产生VHHs,使用这种方法产生抗体片段的报道很少。其他哺乳动物细胞,如小鼠B细胞,也被用于表达VHHs。然而,与哺乳动物细胞系相关的生产成本远高于与任何其他实验室研究平台相关的成本。
由VHHs和人或小鼠IgG的Fc结构域组成的融合体显示出补体依赖性细胞毒性(CDC)和对肿瘤细胞活性的抑制作用;它们还可能延长VHHs的半衰期。因此,有效促进正确翻译后修饰的哺乳动物细胞是融合体表达中最广泛使用的平台。
三.纳米抗体在不同宿主中的表达情况
Host | Expression vector | VHH Format | Antigen | Production System | Yield |
NSO myeloma | pSV2-neo | VHH-Fc | HEL | Petri dishes | ~10ug/mL |
CHO | pTT30 | VHH-Fc | EGFR | 10 mL of fresh CD DG44 media in125-mL shake flask in batchmode | 100mg/L |
泰克生物采用M13噬菌体的pIII蛋白进行VHH抗体(纳米抗体)表面展示。我们的科学家构建了带有Flag和6*His tag双标签的噬菌体载体,同时制备出了具有10^8转染效率的TG1和XL1-Blue宿主菌感受态,经过2-3次转染与扩增,能够为客户提供有效库容量为10^8-10^9,且包装库容为10^13-10^16/ml颗粒数的高质量VHH抗体展示文库。
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