基于泛素的抗体定点多价偶联技术:开启抗体工程新征程

【字体: 时间:2025年04月10日 来源:Nature Biomedical Engineering 27.7

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  在抗体偶联应用中,传统技术获取均质多聚偶联产物困难。研究人员开展 “ubi - tagging” 技术研究,该技术能快速高效生成多种偶联物,在双特异性 T 细胞衔接器及树突状细胞靶向抗原偶联等方面表现出色,为抗体工程提供了新方法。

  在生物医学领域,抗体偶联物是众多诊断和治疗应用的基础。然而,传统的抗体偶联技术存在诸多问题。例如,基于赖氨酸或半胱氨酸残基的固有反应性进行偶联的策略,虽用于临床级抗体产品,但常导致产物异质性,难以控制修饰的数量和位点,还可能影响抗体功能和药代动力学。为解决这些难题,来自莱顿大学医学中心(Leiden University Medical Center)、拉德堡德大学医学中心(Radboud University Medical Center)等多个国外研究机构的研究人员展开了深入研究。
他们开发了一种名为 “ubi - tagging” 的模块化通用技术,该技术基于泛素(Ub)生物化学,实现了抗体的定点多价偶联。这一研究成果发表在《Nature Biomedical Engineering》上,为抗体工程领域带来了新的突破。
研究人员运用了多种关键技术方法。在构建相关蛋白时,利用 CRISPR/HDR 技术对杂交瘤细胞系进行基因编辑,以表达 ubi - tagged 抗体或抗体片段;通过固相肽合成法制备 Rho - Ub 和 Ub - 肽等;借助质谱分析对产物进行纯度和分子量等方面的检测。
研究结果如下:
  1. 位点特异性荧光标记:通过选择修饰单价 Fab’片段来表征 ubi - tagging 方法。实验表明,在特定的泛素化酶、供体和受体 ubi - tag 存在的情况下,30 分钟内即可完成偶联反应,形成预期分子量的荧光标记产物,且转换效率高达 93 - 96%。同时,ubi - tagging 不影响蛋白稳定性和抗原结合能力。
  2. 多价抗体形式:使用 ubi - tagging 方法评估多聚体抗体的生成。实验显示,该方法可使 Fab’片段高效形成多聚体,如形成高达 11 聚体及以上的产物。此外,还能可控地制备二价、三价抗体,且二价抗体的亲和力有所提高。
  3. mAb 偶联和四价抗体形式:研究发现 ubi - tagging 技术适用于 mAb 的偶联,能成功制备四价双特异性抗体共轭物。体外 T 细胞激活和细胞毒性实验表明,该共轭物具有功能性,可剂量依赖性地激活 T 细胞并杀伤靶细胞。
  4. Ubi - tagging 用于 DC 靶向抗原递送:将 ubi - tagging 与 sortagging 技术对比,发现 Fab - Ub2 - OVAp共轭物在体外和体内均能更有效地激活 T 细胞。通过放射性标记和生物分布实验,揭示了 ubi - tagged 共轭物在体内主要经肝脏清除,且能更特异性地被脾脏中的 DC 细胞摄取。
  5. 纳米抗体 ubi - tag 共轭物用于人类 DC 靶向抗原递送:研究人员探索了 ubi - tagging 在纳米抗体(VHHs)共轭物中的应用。实验证明,ubi - tagging 不影响纳米抗体的靶向结合能力,且能提高疏水性抗原肽的溶解度。同时,DC - SIGN 靶向的 VHH - Ub2 - gp100 共轭物可有效激活人 T 细胞。
    研究结论和讨论部分指出,ubi - tagging 技术具有诸多优势。它能产生高度均一的产物,反应快速高效,可促进定义明确的多聚体抗体共轭物的生成,且能实现体内功能性抗原递送。不过,该技术也存在一定局限性,如 ubi - tag 相对较大,固相肽合成更复杂,反应依赖多种酶导致反应混合物更复杂。总体而言,ubi - tagging 技术为生成多种格式和组合的抗体共轭物提供了有效途径,有望广泛应用于蛋白质共轭物的研发,推动临床前研究及诊断和治疗应用的发展。
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