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“專一抗體檢驗”究竟檢測誰

2015-09-10 07:22李福琴
中學生物學 2015年11期
關(guān)鍵詞:免疫球蛋白

李福琴

摘 要 概述了免疫球蛋白的分類,說明B細胞抗原受體(BCR)與“專一抗體檢驗”所檢測抗體不能等同。

關(guān)鍵詞 免疫球蛋白 B細胞抗原受體(BCR) 專一抗體檢驗

中圖分類號 Q-49 文獻標志碼 E

1 問題的提出

人教版高中生物教科書《選修3·現(xiàn)代生物科技專題》(以下簡稱“教材”)的“動物細胞融合與單克隆抗體”一節(jié)中,以示意圖配合簡單文字解釋的形式,簡潔概括地敘述了單克隆抗體的制備過程。由于單克隆抗體的制備與檢測是比較前沿的科學技術(shù),為了降低難度,編著者將整個過程簡化,以便于學生的理解。但是由于過程圖的簡化,很多學生甚至教師錯誤地理解了圖示含義。如很多學生將圖中“專一性抗體檢驗陽性”部分的圈出部分理解為抗體,而且當成“專一抗體檢驗”時所檢測的抗體,很多課程資源,如一些單克隆抗體制備過程的視頻,也是如此展示。事實確實如此嗎?

2 問題的解釋

2.1 免疫球蛋白及其類型

免疫球蛋白(Ig)是指具有抗體活性或化學結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白,Ig有分泌型(sIg)和膜結(jié)合型(mIg)。

分泌型免疫球蛋白主要存在于哺乳動物血清、淋巴液、組織液和外分泌液中,如通常所說的抗體。抗體是機體免疫細胞被抗原激活后,由分化成熟的終末B細胞——漿細胞合成分泌的,能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。必須注意,抗體是免疫球蛋白,但免疫球蛋白并不都具有抗體活性,例如,多發(fā)性骨髓瘤患者血清中的免疫球蛋白,通常不易查到抗體活性。抗體是生物學和功能上的名稱,免疫球蛋白是結(jié)構(gòu)和化學本質(zhì)上的概念。

膜結(jié)合型免疫球蛋白構(gòu)成B細胞的抗原受體(BCR)(圖2)。B細胞抗原受體就是存在于B細胞表面的免疫球蛋白,未成熟的B細胞僅表達mIgM,成熟的B細胞(初始B細胞)同時表達mIgM和mIgD?;罨腂細胞或記憶B細胞則關(guān)閉mIgD的表達,只表達一種mIgM。BCR與抗體在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上基本相同,遠膜端為分列的兩個抗原結(jié)合部位,不同之處是多了跨膜區(qū)和極短的胞內(nèi)部分。B細胞能通過BCR識別特異性抗原,進而參與免疫應(yīng)答。B細胞還可以通過BCR實現(xiàn)對抗原的攝取、加工和遞呈作用。除此之外,B細胞的BCR還可以與另外的膜分子Igα和Igβ結(jié)合,形成BCR復合體,當BCR與相應(yīng)抗原結(jié)合形成交聯(lián)時,抗原刺激信號可通過Igα和Igβ的ITAM(免疫受體酪氨酸激活序列),轉(zhuǎn)導至細胞內(nèi),啟動B細胞的活化過程。

由此可見,圖1中圈出部分為B細胞的抗原受體(BCR)。BCR是膜結(jié)合型免疫球蛋白,雖然與抗體在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上基本相同,但生理功能不同。B細胞能通過BCR識別特異性抗原,還可以通過BCR實現(xiàn)對抗原的攝取、加工和遞呈作用。除此之外,B細胞的BCR還可以形成BCR復合體,當BCR與相應(yīng)抗原結(jié)合形成交聯(lián)時,啟動B細胞的活化過程。

2.2 “專一抗體檢驗”方法及目的

“專一抗體檢驗”通常用的方法是酶聯(lián)免疫吸附實驗法,其原理是:將已知抗原吸附于固相載體,加入可能含相應(yīng)抗體的待檢標本,與之反應(yīng)。經(jīng)過孵育、洗滌以后,再依次加入酶標抗免疫球蛋白抗體(酶標抗抗體,即將酶與抗-抗體以化學方法連接,連接物既不改變抗體的免疫特性,也不影響酶的催化活性)和底物,通過酶催化底物,使底物水解或使供氫體由無色的還原型轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩难趸汀o@色反應(yīng)說明酶的存在,繼而說明抗-抗體的存在,進而證明相應(yīng)抗體的存在。結(jié)合在固相上的酶標抗抗體與被測抗體的數(shù)量成正比,通過底物顯色可以定量檢測被測抗體的量。

結(jié)合教材,融合后的動物細胞用多孔細胞培養(yǎng)板培養(yǎng),用的培養(yǎng)液為HAT培養(yǎng)液,經(jīng)過一段時間培養(yǎng),能存活的細胞為雜交瘤細胞。但是,哪些培養(yǎng)孔含有目標雜交瘤細胞呢?于是進行第一次“專一抗體檢驗”,即將小鼠注射的特定抗原蛋白吸附于固相載體,分別加入細胞培養(yǎng)板各個培養(yǎng)孔的上清液,與之反應(yīng);經(jīng)過孵育、洗滌以后,再依次加入酶標抗免疫球蛋白抗體(酶標抗抗體)和底物,顯色反應(yīng)說明酶的存在,進而證明相應(yīng)抗體的存在,上清液中含有相應(yīng)抗體的培養(yǎng)孔稱為陽性孔。這樣孔里的細胞才有進行下一步處理的價值。

陽性孔中含有目標雜交瘤細胞,但并非都是能分泌所需抗體的細胞。所以不能直接把陽性孔的細胞用于生產(chǎn)單克隆抗體。因此要將陽性孔的細胞進行稀釋,再把稀釋液接種到細胞培養(yǎng)板,通過培養(yǎng)讓其增殖。稀釋的結(jié)果是確保多孔培養(yǎng)板每孔細胞不超過一個。如此每個孔中培養(yǎng)出來的細胞都是單克隆細胞。再進行第二次“專一抗體檢驗”,檢測各個培養(yǎng)孔上清液中細胞分泌的抗體,結(jié)果為陽性的細胞就是能分泌目標抗體的單克隆細胞,這些細胞就可以進行大規(guī)模的培養(yǎng)。而實際操作中,為了確保陽性孔中的細胞來自單個細胞,還需要挑選陽性孔的細胞繼續(xù)進行稀釋培養(yǎng),一般需要進行3~4次,直至確信每個孔中增殖的細胞為單克隆細胞。

由此可見,“專一抗體檢驗”檢測的是培養(yǎng)孔上清液中細胞分泌的抗體,屬于分泌型免疫球蛋白。通過至少兩次“專一抗體檢驗”才可以篩選出分泌所需抗體的雜交瘤細胞。

3 小結(jié)

綜上所述,圖1中圈出部分為B細胞的抗原受體(BCR),BCR是膜結(jié)合型免疫球蛋白,雖然與抗體在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上基本相同,但生理功能卻不相同?!皩R豢贵w檢驗”檢測的是培養(yǎng)孔上清液中細胞分泌的抗體,屬于分泌型免疫球蛋白。雖然兩者的化學本質(zhì)都是免疫球蛋白,但絕不能等同。

參考文獻:

[1] 朱正威,趙占良.選修3·現(xiàn)代生物科技專題[M].北京:人民教育出版社,2014:52-54.

[2] 錢旻.免疫學原理與技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2011.

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