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經驗分享：納米抗體技術應用的最新進展( 五 )

健康知識養生常識


2.4.4納米抗體作為解毒劑治療
在許多國家 ， 蛇、蝎子、蜘蛛等的毒液嚴重危害人類健康 。 研究表明 ， 納米抗體具有良好的中和能力 ， Jinkins等[73]成功分離出對α-眼鏡蛇毒素(α-Cbtx)具有很高親和力的VHHs(C2和C20) ， 它們能夠完全中和α-Cbtx的致死作用 。 Calderon等[74]開發了一套針對黃腭蛇毒出血性和肌毒成分的納米抗體 ， 通過小鼠實驗確定了NbsH6、H8和H9具有最好的蛇毒出血作用中和活性 ， NbsM28、M35、M43、M67、M85和M88可作為較好的肌毒作用抑制劑 。 Ahmadi等[75]總結了幾種蝎子毒液治療的抗毒劑 ， 與傳統抗毒劑相比 ， 納米抗體因其具有較高的體外穩定性和低的免疫原性 ， 具有發展為下一代蝎子抗毒血清的潛力 ， 如有研究表明anti-HNc納米抗體能夠對毒蝎的HNc類毒素的侵害提供完全的保護 ， 一種雙特異性NbF12-10展現了出色的毒液中和能力 ， 對致命的蝎子蜇傷也能提供全面保護 。 因此 ， 未來納米抗體可作為解毒劑以提供安全有效的治療方法 。
3納米抗體在蛋白構象研究中的應用
蛋白質作為與疾病相關的活性大分子 ， 其表達或修飾的變化在疾病診斷研究方面發揮重要的作用 ， Nb已成為能將動態蛋白凍結為單一功能構型的精致工具 ， 針對蛋白質的鑒定和其在細胞內的定位 ， 可以為眾多研究提供理論基礎 。
3.1VHH與蛋白分子融合
納米抗體的主要優勢之一是可以將多個標簽融合在其結構中 ， 例如His標簽或綠色熒光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)[85] ， 可以幫助我們了解蛋白質在細胞或生物體內的定位和功能[86] ， 融合復合物可作為靶向生物分子進行疾病診斷治療或用于蛋白質的定向失活等 。 靶向大腸桿菌F4菌毛的VHH域已被成功設計成具有強蛋白酶抗性和低pH值下的穩定性結構 ， 實現了在胃腸道條件下仍能保持功能 ， Virdi等[87]研究出一種由VHH與IgA的Fc片段融合而成mVHH-IgA的口服抗體 ， 經過冷凍干燥或噴霧干燥等流程最終制備成飼料從而達到保護性治療的目的 ， 可規?；a ， 進而預防斷奶仔豬腹瀉相關的疾病F4-ETEC 。
3.2VHH與蛋白分子靶向降解
與基因編輯和RNA干擾相比 ， 直接在蛋白質水平上操作生物分子的途徑對于蛋白質功能研究更為有效 ， 可以避免潛在的脫靶效應等限制、克服基因失活的局限性和必需基因表型功能的喪失 。 為了實現感興趣的蛋白(proteinofinteresting,POI)的功能喪失和蛋白溶解 ， 靶向蛋白降解是目前主要研究的一種策略 ， 一種Nb依賴型蛋白降解子可幫助實現POI快速降解及可逆調控 ， 人們利用Nb不斷開發出各種誘導型降解子如生長素、光或溫度依賴性方式降解的POI 。
在生長素依賴性納米抗體的研究中 ， Daniel等通過對后期促進復合物/環狀體(anaphase-promotingcomplex/cyclosome,APC/C)一個亞基ANAPC4的研究 ， 并結合生長素和基于納米抗體降解技術的優勢 ， 創造了一種植物激素誘導蛋白降解子(auxin-inducibledegron,AID)-納米抗體 ， 可以靶向位于不同亞細胞結構的GFP標簽蛋白質進行降解 ， 證明了mAID-納米抗體可對內源性GFP標簽蛋白條件性和可逆性地失活 ， 此外還通過建立mAID-納米抗體在斑馬魚中的降解模型 ， 進一步將生長素降解系統應用于脊椎動物模型生物中[88] 。
VHH在以GFP為目標的降解技術(degradegreenfluorescentprotein,deGradFP)中也得到了廣泛的應用 ， Baudisch等在植物中使用一種特異性抗-GFP納米抗體對綠色熒光蛋白進行靶向降解 ， 通過實驗證明納米抗體驅動的蛋白質定向降解也可以用于植物 ， 這是deGradFP系統第一次被成功地應用于煙草[89] 。
3.3VHH與輔助蛋白結構解析
獲得高分辨率下POI結構解析一直是研究的熱點 ， Nb具有緊湊的單個免疫球蛋白結構域結構 ， 能夠以較高親和力結合靶蛋白 ， 同時減少其構象異質性并穩定多蛋白復合物 ， 納米抗體衍生的巨型抗體(megabodies)在輔助單粒子冷凍電鏡(single-particlecryo-EM)下確定蛋白質結構方面展示了其優勢 ， Uchański等[90]通過將納米抗體嫁接到選定的支架蛋白質上以產生穩定和有效折疊的單體嵌合體并開發了巨型抗體 ， 這一研究有助于克服cryo-EM重建的分辨率顆粒大小和在水-空氣界面的優先取向問題 ， 能夠獲得具有高分辨率下的cryo-EM譜圖 ， 還能用于獲得那些通常遭受嚴重的優先取向或由于太小而無法進行精確的顆粒排列的膜蛋白的三維重建 。 通過對極有價值靶標(如真核生物膜蛋白)的高分辨率結構分析 ， 巨型抗體技術有潛力進一步促進單粒子冷凍電鏡多領域研究的迅速發展 。