Phát triển hệ thống hiển thị ZZ dựa trên tế bào thú cho định lượng IgG

Springer Science and Business Media LLC - Tập 23 - Trang 1-10 - 2023
Lingzhi Bao1, Aizhen Yang1, Ziqing Liu1, Jie Ma1, Jiajie Pan1, Yi Zhu1, Ying Tang1, Pu Dong1, Guoping Zhao2, Shaopeng Chen1
1School of Public Health, Wannan Medical College, Wuhu, China
2Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, Hefei, China

Tóm tắt

Các phòng thí nghiệm sinh học và các công ty tham gia vào việc phát triển kháng thể cần những phương pháp thuận tiện và đa dạng để phát hiện các kháng thể hoạt động cao. Để phát triển hệ thống hiển thị ZZ dựa trên tế bào động vật có vú cho định lượng kháng thể, plasmid hiển thị ZZ eukaryotic đã được xây dựng và chuyển gen vào tế bào CHO. Sau khi sàng lọc bằng phương pháp phân loại dòng tế bào theo dòng chảy, các tế bào hiển thị ZZ ổn định đã được ấp ủ với IgG tham chiếu và các mẫu có nội dung IgG không xác định trong 40 phút ở 4℃, cường độ huỳnh quang tương đối của các tế bào đã được phân tích và nồng độ IgG đã được tính toán. Bằng cách khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố di truyền liên quan đến hiển thị khác nhau, một plasmid hiển thị ZZ eukaryotic có hiệu quả hiển thị cao nhất đã được xây dựng. Sau khi chuyển gen và sàng lọc, gần 100% các tế bào có khả năng hiển thị peptide ZZ (được đặt tên là tế bào CHO-ZZ). Các tế bào CHO-ZZ ổn định này có khả năng thu gom nhiều loại IgG, bao gồm cả IgG của người, thỏ, lừa và thậm chí là chuột và dê. Các tế bào CHO-ZZ có thể được sử dụng để định lượng IgG của người trong khoảng từ 12.5–1000 ng/mL, và để xác định các dòng tế bào đơn dòng kỹ thuật có năng suất cao. Chúng tôi đã thiết lập một hệ thống hiển thị CHO-ZZ hiệu quả cao trong nghiên cứu này, cho phép định lượng IgG từ nhiều loài khác nhau trong điều kiện sinh lý. Hệ thống này mang lại lợi thế là loại bỏ nhu cầu tinh chế kháng thể và sẽ góp phần vào việc phát triển kháng thể.

Từ khóa

#kháng thể #tế bào CHO #định lượng IgG #hệ thống hiển thị ZZ #protein

Tài liệu tham khảo

Wang Z, Wang G, Lu H, Li H, Tang M, Tong A. Development of therapeutic antibodies for the treatment of diseases. Mol Biomed. 2022;3(1):35. Wang Q, Chen Y, Park J, Liu X, Hu Y, Wang T, McFarland K, Betenbaugh MJ. Design and production of bispecific antibodies. Antibodies (Basel). 2019;8(3):43. Mora A, Zhang SS, Carson G, Nabiswa B, Hossler P, Yoon S. Sustaining an efficient and effective CHO cell line development platform by incorporation of 24-deep well plate screening and multivariate analysis. Biotechnol Prog. 2018;34(1):175–86. Schneider F, Failing K, Wehrend A. [Measurement of IgG concentration in bovine colostrum by immunoturbidimetric assay in comparison to ELISA-based assessment]. Tierarztl Prax Ausg G Grosstiere Nutztiere. 2020;48(2):73–9. Lee JW, Kelley M. Quality assessment of bioanalytical quantification of monoclonal antibody drugs. Ther Deliv. 2011;2(3):383–96. Akache B, Stark FC, McCluskie MJ. Measurement of Antigen-Specific IgG titers by direct ELISA. Methods Mol Biol. 2021;2183:537–47. Crosson C, Thomas D, Rossi C. Quantification of immunoglobulin g in bovine and caprine milk using a surface plasmon resonance-based immunosensor. J Agric Food Chem. 2010;58(6):3259–64. Nord K, Nilsson J, Nilsson B, Uhlen M, Nygren PA. A combinatorial library of an alpha-helical bacterial receptor domain. Protein Eng. 1995;8(6):601–8. Shen M, Rusling J, Dixit CK. Site-selective orientated immobilization of antibodies and conjugates for immunodiagnostics development. Methods. 2017;116:95–111. Braisted AC, Wells JA. Minimizing a binding domain from protein A. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996;93(12):5688–92. Chen C, Huang QL, Jiang SH, Pan X, Hua ZC. Immobilized protein ZZ, an affinity tool for immunoglobulin isolation and immunological experimentation. Biotechnol Appl Biochem. 2006;45(Pt 2):87–92. Yang HM, Chen Y, Gao ZQ, Tang JB. Preparation of a bio-immunoreagent between ZZ affibody and enhanced green fluorescent protein for immunofluorescence applications. World J Microbiol Biotechnol. 2012;28(3):1281–5. Gallo E, Vasilev KV, Jarvik J. Fluorogen-activating-proteins as universal affinity biosensors for immunodetection. Biotechnol Bioeng. 2014;111(3):475–84. Lewis JG, Rehm BH. ZZ polyester beads: an efficient and simple method for purifying IgG from mouse hybridoma supernatants. J Immunol Methods. 2009;346(1–2):71–4. Tang JB, Sun XF, Yang HM, Zhang BG, Li ZJ, Lin ZJ, Gao ZQ. Well-oriented ZZ-PS-tag with high Fc-binding onto polystyrene surface for controlled immobilization of capture antibodies. Anal Chim Acta. 2013;776:74–8. Yang HM, Liang SJ, Tang JB, Chen Y, Cheng YZ. Immobilization of unraveled immunoglobulin G using well-oriented ZZ-His protein on functionalized microtiter plate for sensitive immunoassay. Anal Biochem. 2013;432(2):134–8. Nakamura Y, Shibasaki S, Ueda M, Tanaka A, Fukuda H, Kondo A. Development of novel whole-cell immunoadsorbents by yeast surface display of the IgG-binding domain. Appl Microbiol Biotechnol. 2001;57(4):500–5. Pyun JC, Jose J, Park M. Development of a wash-free immunoassay using Escherichia coli cells with autodisplayed Z-domains. Analyst. 2017;142(10):1720–8. Passolunghi S, Riboldi L, Dato L, Porro D, Branduardi P. Cloning of the Zygosaccharomyces bailii GAS1 homologue and effect of cell wall engineering on protein secretory phenotype. Microb Cell Fact. 2010;9:7. Katsurada K, Tominaga M, Kaishima M, Kato H, Matsuno T, Ogino C, Kondo A, Ishii J, Takayama K. Constitutive cell surface expression of ZZ domain for the easy preparation of yeast-based immunosorbents. J Gen Appl Microbiol. 2021;67(6):265–8. Skalamera D, Dahmer M, Purdon AS, Wilson BM, Ranall MV, Blumenthal A, Gabrielli B, Gonda TJ. Generation of a genome scale lentiviral vector library for EF1alpha promoter-driven expression of human ORFs and identification of human genes affecting viral titer. PLoS ONE. 2012;7(12):e51733. Wang X, Xu Z, Tian Z, Zhang X, Xu D, Li Q, Zhang J, Wang T. The EF-1alpha promoter maintains high-level transgene expression from episomal vectors in transfected CHO-K1 cells. J Cell Mol Med. 2017;21(11):3044–54. Chen S, Qiu J, Chen C, Liu C, Liu Y, An L, Jia J, Tang J, Wu L, Hang H. Affinity maturation of anti-TNF-alpha scFv with somatic hypermutation in non-B cells. Protein Cell. 2012;3(6):460–9. Yang S, Zhou X, Li R, Fu X, Sun P. Optimized PEI-based transfection method for transient transfection and Lentiviral Production. Curr Protoc Chem Biol. 2017;9(3):147–57. Kepler TB, Munshaw S, Wiehe K, Zhang R, Yu JS, Woods CW, Denny TN, Tomaras GD, Alam SM, Moody MA, et al. Reconstructing a B-Cell clonal lineage. II. Mutation, selection, and Affinity Maturation. Front Immunol. 2014;5:170. Mazor Y, Van Blarcom T, Mabry R, Iverson BL, Georgiou G. Isolation of engineered, full-length antibodies from libraries expressed in Escherichia coli. Nat Biotechnol. 2007;25(5):563–5. Kober L, Zehe C, Bode J. Optimized signal peptides for the development of high expressing CHO cell lines. Biotechnol Bioeng. 2013;110(4):1164–73. Magnusson T, Haase R, Schleef M, Wagner E, Ogris M. Sustained, high transgene expression in liver with plasmid vectors using optimized promoter-enhancer combinations. J Gene Med. 2011;13(7–8):382–91. Liao KW, Lo YC, Roffler SR. Activation of lymphocytes by anti-CD3 single-chain antibody dimers expressed on the plasma membrane of tumor cells. Gene Ther. 2000;7(4):339–47. Chou WC, Liao KW, Lo YC, Jiang SY, Yeh MY, Roffler SR. Expression of chimeric monomer and dimer proteins on the plasma membrane of mammalian cells. Biotechnol Bioeng. 1999;65(2):160–9. Ucisik MH, Kupcu S, Breitwieser A, Gelbmann N, Schuster B, Sleytr UB. S-layer fusion protein as a tool functionalizing emulsomes and CurcuEmulsomes for antibody binding and targeting. Colloid Surf B. 2015;128:132–9.