AC: 荧光活性细胞分选法筛选半抗原特异性单个杂交瘤细胞制备单克隆抗体

学术   2024-11-22 22:28   广东  


单克隆抗体(mAbs)是免疫分析应用的重要工具,可用于监测环境污染物、食品中的农药以及霉菌毒素。作为半抗原的小分子化合物,通常与载体蛋白偶联,才会触发免疫反应。传统的杂交瘤技术,将产生抗体的B细胞与骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞,用ELISA对细胞上清进行检测,对产生靶标特异性抗体的杂交瘤克隆进行鉴定和分离,并通过有限稀释法对杂交瘤细胞进行多次克隆,存在融合率低耗费时间等问题。

有研究表明,分泌抗体的杂交瘤细胞表面携带抗体,可以用抗免疫球蛋白抗体或偶联荧光染料的抗原进行染色。因此,本研究利用过氧化物酶标记的半抗原与荧光标记的抗过氧化物酶的抗体偶联物检测抗体的特异性,用荧光标记的抗鼠IgG的抗体鉴定抗体的分泌。随后,利用激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)验证染色的特异性,利用荧光激活细胞分选技术(FACS)通过融合混合物中半抗原特异性的单个杂交瘤细胞分选于多孔板中进行培养。最后通过直接ELISA检测方法,用半抗原过氧化物酶对细胞上清进行检测。作者用雌激素酮(E1)和卡马西平(CBZ)为半抗原,建立了一种在单细胞水平上检测和分离分泌mAbs的抗原特异性杂交瘤细胞的方法,具有应用简单、省时省力等优点,为其他半抗原特异性抗体制备提供参考。

1.杂交瘤细胞的E1特异性标记

基于已制备的E1杂交瘤细胞,作者制定了一种使用荧光素标记的E1(E1−Flu)作为模型半抗原的细胞染色方案,通过FACSCLSM鉴定,检测不到活细胞的染色信号。随后作者调整染色方案,将半抗原E1HRP偶联制备E1-HRP复合物。E1特异性杂交瘤活细胞(E1)E1非特异性杂交瘤活细胞(E1-)分别与E1-HRP孵育,然后用荧光团标记的抗过氧化物酶多抗(Anti−HRP−Alexa Fluor488)进行染色,经FACSCLSM鉴定,抗原特异性标记成功(图1)。

1.E1−HRP复合物标记活的杂交瘤细胞。(A)E1−HRP、抗HRP−Alexa Fluor488(抗原特异性)和抗IgG−Alexa Fluor647(分泌IgG)标记杂交瘤细胞示意图。(B)流氏分析E1特异性杂交瘤克隆(E1−Hc7,绿色峰)E1阴性杂交瘤克隆(E1−AA3,灰色峰)。仅与抗HRP−Alexa Fluor488孵育的E1特异性单克隆细胞做阳性对照(黑色虚峰)(C)细胞表面表达IgG的活杂交瘤细胞的CLSM。特异性杂交瘤 (右图)和非特异性杂交瘤细胞(左图)

2.从融合混合物中筛选单细胞并制备单抗

基于上述建立的两步法染色方案,对CBZ半抗原进行分析,目的是从融合细胞混合物中分离出单个CBZ特异性杂交瘤细胞。CBZBSA偶联作为免疫原(CBZ-BSA),与HRP偶联作为荧光检测抗原(CBZ-HRP),经MALDI-TOF MS测定,偶联比分别为212.5。利用电融合的方法进行细胞融合,融合的细胞用HAT培养基培养一周后进行FACS1 × 106个杂交瘤细胞与CBZ−HRP (10 μg/mL)、抗鼠IgG−AlexaFluor 647(2 mg/mL; 1:100)及抗HRP−Alexa Fluor 488(1.5 mg/mL; 1:100)4℃孵育30min,利用BD FACSAria II分选单个细胞于96孔细胞培养板,最终分选到144个携带IgG且特异性识别CBZCBZ)的杂交瘤细胞,288IgG阳性,但CBZ阴性的细胞(CBZ-)(图2A)。细胞培养一周后,细胞存活率约为60%,用直接ELISA检测上清抗体水平,OD>0.2为阳性,162CBZ-细胞克隆平均OD值为0.01 ± 0.00291CBZ细胞克隆OD>1.17(图2B)。通过直接竞争ELISA测定随机选择的6CBZmAbsIC50值:CBZ-5A4:32.7± 13.2; CBZ-6A12:1500 ±520; CBZ-6C5:23.0 ± 6.7; CBZ-6E5:1220 ± 12.2;CBZ-3B3:1700 ± 611; CBZ-2D8:8.6 ± 2.9。此外,作者用6CBZ+ mAbs测定CBZ两个主要代谢物1011-二氢-1011-二羟基-CBZ1011-二氢-1011-环氧-CBZ的交叉反应率,均低于20%

2.单细胞分选技术在CBZ特异性单克隆抗体制备中的应用。(A)杂交瘤融合混合物的单细胞分选。CBZ+/IgG+双阳性细胞(绿色门)CBZ/IgG+细胞(灰色门) 分选于96孔板,37°C培养1周。(B)对存活的单克隆上清液进行直接酶联免疫吸附试验(ELISA)91 CBZ+克隆(绿色柱)and 162CBZ克隆(灰色柱)

3.对分选的CBZ特异性杂交瘤细胞克隆进行重新分析

杂交瘤细胞可能会因为染色体丢失或表观遗传学改变而失去其特异性,甚至停止产生抗体,若单克隆的特异性或抗体分泌能力丧失,可通过流式细胞仪分析可见。作者用FACS6个单克隆进行再分析,以检测它们与CBZ-HRP的结合特异性。结果显示,与CBZ单克隆CBZ-2E11相反,所有CBZ特异的杂交瘤单克隆均与CBZ−HRP偶联物结合。这一结果验证上述ELISA结果,即6个单克隆细胞株均可产生CBZ+ mAbs(图3)。

3.流式细胞术对CBZ-杂交瘤分选克隆的再分析。非特异性克隆CBZ-2E11 为阴性对照 (CBZ-2E11,黑色峰)

4.竞争流式细胞分析
为了评估新染色程序的特异性,采用流式细胞技术进行竞争分析。CBZ特异性单克隆细胞CBZ-2D8CBZ−HRP偶联物和CBZ共同孵育,随后细胞与抗HRP−Alexa Fluor 488共同孵育后利用FACS进行检测。当CBZ浓度为10 μg/mL时,不能检测到与CBZ−HRP偶联物结合的单克隆细胞(图4A)。而CBZ不存在时,单克隆细胞与CBZ−HRP复合物的结合信号与之前实验结果一样强,且CLSM 成像结果支持此结果,证明了该抗原标记方案的特异性(图4B)。也可以在染色过程中将已知的交叉反应物添加到半抗原过氧化物酶结合物中,通过利用此竞争性流式细胞分析方法,来去除产生交叉反应抗体的杂交瘤细胞。

4.CBZ−HRPCBZ对阳性克隆CBZ-2D8的竞争性结合。(A)流式细胞术分析竞争作用。(B) 显微镜观察CBZ−HRP与单克隆CBZ-2D8的结合。

本研究中,作者建立了一种双标记细胞方法,通过FCSA从细胞融合混合物中分离单个阳性细胞克隆,并分析细胞的CBZ特异性,由于是单细胞沉积,可以去除非特异性细胞克隆,避免了耗时的有限稀释方法。此外,Hapten−HRP复合物可用于直接竞争ELISA方法,分析单克隆细胞上清中mAbs水平。该技术为分泌mAbs的半抗原特异性杂交瘤细胞的分选提供了一种强有力的新工具,并对先分离半抗原特异性B淋巴细胞,随后进行单细胞融合的试验方法提供参考。

Martin, Dippong, Peter, et al. Hapten-Specific Single-Cell Selection of Hybridoma Clones by Fluorescence-Activated Cell Sorting for the Generation of Monoclonal Antibodies[J]. Anal. Chem. 2017,89:4007-4012.


指导老师:王战辉
抗体故事分享基于抗体的分析方法研究进展
长按下图,轻松关注

抗体故事
分享中国农业大学沈建忠院士团队王战辉教授课题组抗菌药物环境污染物、激素等小分子化合物半抗原设计、单克隆抗体发现和进化、免疫传感原理和构建、免疫检测技术及产品研发等方面的研究进展。联系方式:zhanhui.wang@foxmail.com
 最新文章