Generierung von monoklonalen Antikörpern gegen Naturprodukte
Summary
Dieser Artikel enthält ein detailliertes Protokoll für die Vorbereitung und Auswertung von monoklonalen Antikörpern gegen natürliche Produkte für den Einsatz in verschiedenen Immunoassays. Dieses Verfahren beinhaltet Immunisierung, Zellfusion, indirekte wettbewerbsfähige ELISA positiven Klon screening und monoklonalen Hybridom-Vorbereitung. Die Spezifikationen für Antikörper Charakterisierung mittels MALDI-TOF-MS und ELISA Analysen sind ebenfalls vorhanden.
Abstract
Die Analyse der bioaktiven Komponenten in Lebensmittel und Naturprodukte ist ein beliebtes Gebiet der Studie in vielen Bereichen, einschließlich der traditionellen chinesischen Medizin und Lebensmittel Sicherheit/Toxikologie geworden. Viele der klassischen Analysetechniken erfordern teure Ausrüstung und/oder Know-how. Enzym-linked Immunosorbentprobe Assays (Elisa) sind vor allem eine neue Methode für die Analyse von Lebensmitteln und natürlichen Produkten geworden. Diese Methode basiert auf Antikörper-vermittelten Erkennung von Zielkomponenten. Wie viele bioaktiven Komponenten bei Naturprodukten sind jedoch klein (< 1.000 Da) und keine Immunantwort auslösen, Erstellen von monoklonalen Antikörpern (mAbs) gegen sie ist oft schwierig. In diesem Protokoll bieten wir eine ausführliche Erläuterung der Schritte erforderlich, um mAbs gegen Zielmoleküle als auch benötigt, um die damit verbundenen indirekten wettbewerbsfähig (ic) ELISA für die schnelle Analyse der Verbindung mehrerer Proben erstellen generieren. Das Verfahren beschreibt die Synthese des künstlichen Antigens (d. h. das Hapten-Carrier-Konjugat), Immunisierung, Zellfusion, monoklonalen Hybridom-Vorbereitung, Charakterisierung der MAB und die ELISA-basierten Anwendung der MAB. Das Hapten-Carrier-Konjugat wurde durch das Natrium synthetisiert periodate Methode und von MALDI-TOF-MS ausgewertet. Nach der Immunisierung, Splenocyten wurden isoliert von der immunisierten Maus mit der höchsten Antikörpertiter und verschmolzen mit der Hypoxanthin-Aminopterin-Thymidin (Hut) – sensible Maus Myelom Zelllinie Sp2/0 – Ag14 mit einem Polyethylenglykol (PEG)-basierte Methode. Die Hybridome sezernierenden mAbs reagiert auf das Ziel-Antigen wurden durch IcELISA für Spezifität und Kreuzreaktivität gezeigt. Darüber hinaus wurde die begrenzende Verdünnungsmethode angewandt, um monoklonale Hybridome vorzubereiten. Die endgültige mAbs waren weitere zeichnet sich durch IcELISA und dann in einem ELISA-basierten Anwendung zur schnellen und bequemen Detektion von Beispiel-Hapten (Naringin (NAR)) in natürlichen Produkten genutzt.
Introduction
Monoklonale Antikörper (MAK), auch bekannt als Mono-spezifische Antikörper werden aus einem einzigen zahlreiche Klon hergestellt und bestehen aus monovalenten Antikörper, dass alle an der gleichen Epitop1binden. In den letzten Jahren haben viele pflanzliche natürliche Arzneimittel bei der Behandlung von verschiedenen Krankheiten2verwendet worden. In der Tat sind viele kleine Molekülverbindungen ursprünglich abgeleitet aus Naturprodukten nun als Erstlinien Drogen wie Artemisinin für Malaria und Paciltaxel (Taxol) für Krebs2,3angewendet. Die Studie von Naturprodukten machte rasche Fortschritte, vor allem auf die enorme Entwicklung und Optimierung der herkömmlichen Analyse-Techniken, einschließlich Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) und Massenspektrometrie (MS). Allerdings gibt es noch einige Einschränkungen, die diese Methoden, wie z. B. ihre komplexen Vorbehandlung Protokolle und die damit verbundenen Kosten in Bezug auf Zeit, Arbeit/Expertisen und erforderlichen Instrumente4zugeordnet.
Vor kurzem wurden Enzym-linked Immunosorbentprobe mAb basierende Assays (Elisa) angewendet, um Lebensmittel und natürliche Produkte qualitativ und quantitativ zu analysieren. In der Tat, diese Methode beantragt worden Analyse von biologischen Proben und klinische Tests und hat gezeigt, dass genau, empfindlich und höchst effizient zu sein, während auch die Vermeidung der mühsame Vorbehandlung Schritte verknüpft mit anderen Analysen5, 6.
Wenn mAb-basierte ELISAs verwenden, um komplexe natürliche Produkte zu studieren, ist Vorbereitung von monoklonalen Antikörpern eines der Kern-Schritte. Leider der mAbs speziell für kleinen bioaktiven Komponenten in diesen Arten von Substanzen6,7,8,9,10,11,12 vorhanden ,13,14,15 sind oft begrenzt, im Vergleich zu den Protein-Antigene. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir ein Protokoll, um speziell generieren mAbs gegen kleine Verbindungen entwickelt. Die hier vorgestellten Protokoll umfasst künstliche Antigen-Synthese, Maus Immunisierung Zellfusion, indirekte wettbewerbsfähige ELISA und monoklonalen Hybridom-Vorbereitung.
Vor allem unsere Forschungsgruppe die Bildung von mAbs gegen kleine bioaktiven Verbindungen, die aus der traditionellen chinesischen Medizin studiert und entwickeln ihre Anwendungen seit Jahren. In unseren laufenden Studien haben wir mAbs gegen Baicalin16, Puerarin17Glycyrrhizic Säure18, Paeoniflorin19, Ginsenoside Re20, Ginsenoside Rh121und viele andere kleine Moleküle entwickelt. Unsere ELISA-Protokolle basierend auf diese mAbs wurden in einer Reihe von Studien zur Pharmakokinetik von diesen kleinen Molekülen sowie ihre Interaktionen mit anderen bioaktiven Substanzen zu bewerten. Darüber hinaus entwickelten verwenden diese mAbs, auch Immunoaffinitäts Chromatographie Methoden zur Trennung von strukturelle Analoga, einschließlich Epimers wir. Vor kurzem haben wir eine lateral Flow Immunoassay mit unserer Anti-Puerarin mAb, die anschließend für schnelle, vor-Ort-Nachweis von dieser Verbindung verwendet wurde. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass unsere mAb basierende Assays unverzichtbar und praktische Werkzeuge sind für das Studium der Biologie und der Qualität der natürlichen Produkt abgeleitete Verbindungen, insbesondere in der traditionellen chinesischen Medizin verwendet.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll für die erfolgreiche Produktion von mAbs gegen natürliche Produkt abgeleitet kleine Moleküle. Die wesentlichen Schritte des Verfahrens umrissen worden, und wir haben bewiesen, dass die Nützlichkeit dieses Protokoll mit NAR als ein Beispiel kleines Molekül. Die Beispiel-Spektren, Reaktivität Analysen und IcELISA Ergebnisse zeigen Vertreter experimenteller und Steuerdaten, die mit diesem Protokoll abgerufen wird. Beispielbilder von der Hybridome bieten eine visuelle Darstell…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Grant-Nummern 81573573, 81473338 und 81503344) und dem klassischen Rezept grundlegende Forschungsteam an der Beijing Universität der chinesischen Medizin unterstützt.
Materials
| 800 mesh (40 μm nylon) filter | FALCON | 352340 | |
| 24 well culture plate | NUNC | 119567 | |
| 25 cm2 Flask | Labserv | 310109016 | |
| 3,3’,5,5’-Tetramethylbenzidine(TMB) | Sigma Aldrich | 860336 1G | |
| 75 cm2 Flask | Corning | 430720 | |
| 96 well culture plate | NUNC | 117246 | |
| bovine serum albumin | AMRESCO | 332 | |
| cell strainer | FALCON | 352340 | |
| centrifuge tube 15 mL | Corning | 430645 | |
| centrifuge tube 50 mL | Corning | 430828 | |
| cryotubes, 1 mL | Sigma Aldrich | V7384-1CS | |
| cultivator | DRP-9082 | Samsung | |
| dialysis membrane (10kDa) | Heng Hui | 45-10000D | |
| dimethylsulfoxide | Sinopharm Chemical | DH105-10 | |
| electronic balance | BS124-S | Sartorius | |
| ELISA plates, 96 well | NUNC | 655101 | |
| ethanol, 96% | Sinopharm Chemical | ||
| Fetal bovine serum | Gibco | 16000-044 | |
| fetal calf serum | Invitrogen | 10270106 | |
| Freund´s adjuvant, complete | Sigma Aldrich | SLBM2183V | |
| Freund´s adjuvant, incomplete | Sigma Aldrich | SLBL0210V | |
| Gelatin | AMRESCO | 9764-500g | |
| Gradient cooler container | Nalgene | 5100-0001 | |
| HAT media supplement | Sigma Aldrich | H0262-10VL | |
| HRP-conjugated goat-anti-mouse IgG antibody | applygen | C1308 | |
| HT media supplement | Sigma Aldrich | H0137-10VL | |
| Inverted Microscope | IX73 | Olympus | |
| keyhole limpet hemocyanin | Sigma Aldrich | H8283 | |
| MALDI-TOF-MS | Axima-CFR plus | Axima | |
| Microplate Reader | BioTex | ELX-800 | |
| mouse | Vital River | BALB/c | |
| ovalbumin | Beijing BIODEE | 5008-25g | |
| PEG | Sigma Aldrich | RNBC6325 | |
| Penicillin&Streptomycin solution | Hyclone | SV30010 | |
| Pipette 10 mL | COSTAR | 4488 | |
| Pipette 25 mL | FALCON | 357525 | |
| RPMI 1640 | Corning | 10-040-CVR | |
| skim milk | applygen | P1622 | |
| sodium periodate | Sinopharm Chemical | BW-G0008 | |
| Sulfo-GMBS | Perbio Science Germany | 22324 | |
| TipOne Tips 1,000 µL | Starlab | S1111-2021 |
References
- Kohler, G., Milstein, C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature. 256, 495-497 (1975).
- De Smet, P. A. Herbal remedies. The New England journal of medicine. 347, 2046-2056 (2002).
- Rowinsky, E. K., Donehower, R. C. The clinical pharmacology of paclitaxel (Taxol). Seminars in oncology. 20, 16-25 (1993).
- Yan, X., Zhao, Y., Zhang, Y., Qu, H. Monoclonal Antibodies and Immunoassay for Medical Plant-Derived Natural Products: A Review. Molecules. 22, (2017).
- Loungratana, P., Tanaka, H., Shoyama, Y. Production of monoclonal antibody against ginkgolic acids in Ginkgo biloba Linn. The American journal of Chinese medicine. 32, 33-48 (2004).
- Fujii, S., Morinaga, O., Uto, T., Nomura, S., Shoyama, Y. Development of a monoclonal antibody-based immunochemical assay for liquiritin and its application to the quality control of licorice products. Journal of agricultural and food chemistry. 62, 3377-3383 (2014).
- Ishiyama, M., Shoyama, Y., Murakami, H., Shinohara, H. Production of monoclonal antibodies and development of an ELISA for solamargine. Cytotechnology. 18, 153-158 (1995).
- Xuan, L., Tanaka, H., Xu, Y., Shoyama, Y. Preparation of monoclonal antibody against crocin and its characterization. Cytotechnology. 29, 65-70 (1999).
- Leu, J. G., Chen, B. X., Schiff, P. B., Erlanger, B. F. Characterization of polyclonal and monoclonal anti-taxol antibodies and measurement of taxol in serum. Cancer research. 53, 1388-1391 (1993).
- Zhu, S., Shimokawa, S., Shoyama, Y., Tanaka, H. A novel analytical ELISA-based methodology for pharmacologically active saikosaponins. Fitoterapia. 77, 100-108 (2005).
- Phrompittayarat, W., et al. Determination of pseudojujubogenin glycosides from Brahmi based on immunoassay using a monoclonal antibody against bacopaside I. Phytochemical analysis. 18, 411-418 (2007).
- Limsuwanchote, S., et al. Preparation of a monoclonal antibody against notoginsenoside R1, a distinctive saponin from Panax notoginseng, and its application to indirect competitive ELISA. Planta medica. 80, 337-342 (2014).
- Tanaka, H., et al. Isolation of ginsenoside Rb1 from Kalopanax pictus by eastern blotting using anti-ginsenoside Rb1 monoclonal antibody. Phytotherapy research. 19, 255-258 (2005).
- Morinaga, O., Nakajima, S., Tanaka, H., Shoyama, Y. Production of monoclonal antibodies against a major purgative component, sennoside B, their characterization and use in ELISA. The Analyst. 126, 1372-1376 (2001).
- Sakamoto, S., et al. Simultaneous determination of soy isoflavone glycosides, daidzin and genistin by monoclonal antibody-based highly sensitive indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay. Food chemistry. 169, 127-133 (2015).
- Shan, W., et al. Development of a Fluorescence-Linked Immunosorbent Assay for Baicalin. Journal of fluorescence. 25, 1371-1376 (2015).
- Qu, H., et al. Development of an enzyme-linked immunosorbent assay based on anti-puerarin monoclonal antibody and its applications. Journal of chromatography B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences. 953-954, 120-125 (2014).
- Zhang, Y., et al. Development of an enzyme-linked immunosorbent assay and immunoaffinity chromatography for glycyrrhizic acid using an anti-glycyrrhizic acid monoclonal antibody. Journal of separation science. 38, 2363-2370 (2015).
- Zhao, Y., et al. Development of Fluorescence-Linked Immunosorbent Assay for Paeoniflorin. Journal of fluorescence. 25, 885-890 (2015).
- Qu, H., et al. Establishment of an enzyme-linked immunosorbent assay and application on determination of ginsenoside Re in human saliva. Planta medica. 80, 1143-1150 (2014).
- Qu, H., et al. Development of ELISA for detection of Rh1 and Rg2 and potential method of immunoaffinity chromatography for separation of epimers. Journal of chromatography B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences. 985, 197-205 (2015).
- Qu, H., et al. Novel immunoassay and rapid immunoaffinity chromatography method for the detection and selective extraction of naringin in Citrus aurantium. Journal of separation science. 39, 1389-1398 (2016).
- Qu, H., et al. Rapid lateral-flow immunoassay for the quantum dot-based detection of puerarin. Biosensors & bioelectronics. 81, 358-362 (2016).
