一种抗gpc3的单克隆抗体的制作方法

文档序号:3565010阅读:425来源:国知局
专利名称:一种抗gpc3的单克隆抗体的制作方法
技术领域
本发明属于生物医学技术领域。具体地说,本发明涉及一种抗磷脂酰肌醇聚糖蛋白3 (GPC3)的单克隆抗体、以及一种用于肝细胞癌免疫组化检测的试剂盒。
背景技术
原发性肝癌(HCC)是最常见的恶性肿瘤之一,目前在世界范围内其发病率呈上升趋势。 近几年全球肝癌每年新发病例50-60万,其中50%左右发生在我国。由于其发病较隐匿,临 床症状不典型,难以早期诊断,大部分肝癌发现时已是中晚期,不仅错过了治疗的最佳时期, 更由于缺乏特异的治疗方式以及高复发性,其预后不佳。目前,肝癌在我国居恶性肿瘤死亡 率的第二位。
目前,图像诊断、病理诊断及化学诊断是肿瘤诊断的三大支柱。肝癌的病理学诊断是为 临床医师了解肝病的病因、发生机制、肝脏病理变化、类型、患者临床治疗方案和实用研究 的基础。肝原发性肿瘤的组织来源复杂,各种良性、恶性肿瘤超过100种,病理诊断和鉴别 诊断存在一定的困难。肝细胞癌(HCC)与肝内胆管癌(ICC)及转移性腺癌(MAC)的鉴 别诊断是外科病理诊断中常遇到的难题,尽管大多数病例可通过临床特点、常规HE染色做 出正确诊断,但免疫组化在临床症状不典型和病理学不确定时具有非常重要的价值。
免疫组织化学(Immuno-histochemistry,免疫组化)技术是肝脏病理诊断中不可缺少的、 最重要的辅助手段。然而免疫组化实验中可供选择的肝细胞特异性抗体种类极少。目前临床 病理广泛使用的肝细胞癌诊断标志物主要是HepPar-l、 CD34、 pCEA、 AFP等,但其特异性 和敏感性存在有一定的局限性,给肝癌的病理诊断和鉴别诊断带来极大不便[Wee A..Appl Immunohistochem Mol Morphol.2006;14:266~272]。因此需要新的肿瘤标志物,建立多指标联 合检测体系,弥补单一指标的不足。
磷脂酰肌醇聚糖蛋白3(GPC3)基因定位于人染色体Xq26,其cDNA序列全长为2263 bp, 由8个外显子组成,编码由580个氨基酸组成的硫酸乙酰肝素类蛋白聚糖。GPC3的分子量 为60-70 kDa,通过糖基磷脂酰肌醇(Glycosyl-phosphatidylinositol, GPI)锚连接于细胞膜, 属于蛋白聚糖家族。
已有的实验研究表明,GPC3 mRNA和GPC3蛋白在肝癌中特异性高表达,与肝癌的发生发展有十分密切关系[Zhu ZW, Friess H, Wang L, Abou-Shady M, Zi腿ermann A, Lander AD: Korc M, Kleeff J, Btichler MW. Gut 2001; 48:558- 64]。已有的研究与文献报道均表明,GPC3 与肝癌的发生发展有密切关系,不仅在肝癌的早期有较高的检出率,而且随着肝癌的进展, 其检出率也随之增高。通过对肝癌病人进行研究,我们检测到76.7% (23/30)肝癌组织内有 GPC3表达,其中13.3 % (4/30)癌旁组织有GPC3弱阳性表达;而另外7例肝癌组织内GPC3 表达阴性的病人,其癌旁组织GPC3也表达阴性。重要的是,在血清AFP阳性病人的肝癌组 织中有88 。/。表达GPC3 mRNA,而在血清AFP阴性的病人肝癌中仍可发现有73 %呈GPC3 mRNA表达阳性。在直径〈3cm肝癌中,GPC3 mRNA阳性表达率为77 %,这显著高于血清 AFP水平升高率43 %和肝癌中AFP mRNA表达率41 %[周学平,王红阳,中华外科杂志,1999; 37 (3) : 171-173]。在肝腺瘤、胆管细胞癌、肝转移癌和12种常见实体瘤以及21个非肝癌 细胞系中,均未检测到GPC3表达,表明GPC3是一个肝癌内特异表达的基因,在AFP阴性 的肝癌患者中有较高的检出率。因此,GPC3是一个新的肝癌标志物,很有潜力用于肝癌的 检测。

发明内容
基于上述发现,本发明的首要目的在于提供一种可用于肝细胞癌免疫组化检测的抗GPC3 的单克隆抗体。
本发明的另一目的在于提供一种用于肝细胞癌免疫组化检测的试剂盒。
为实现上述目的,本发明采用如下技术手段
一种抗GPC3的单克隆抗体,其由保藏编号为CGMCC No. 3232的抗人GPC3单克隆抗 体杂交瘤细胞株分泌产生。
上述单克隆抗体是按照以下步骤制备的在小鼠体内接种杂交瘤细胞CGMCCNo. 3232, 生产腹水抗体,取出腹水进行纯化,得到抗GPC3的单抗;或者体外培养杂交瘤细胞CGMCC No. 3232,分离纯化培养液,获得抗GPC3的单克隆抗体。
一种用于实施上述应用的试剂盒,其包含
(1) 上述抗GPC3的单克隆抗体;以及
(2) 当GPC3结合于所述单克隆抗体时,能够结合于GPC3的标记抗体。 研究表明,本发明的单克隆抗体是IgG型的免疫球蛋白,可特异性地结合于GPC3蛋白,
因此其可用于肝细胞癌免疫组化检测,可以有效提高肝癌诊断的灵敏度、特异性和准确率, 并且可以推广至肝癌的预后评估、治疗效果评估及病程监测。


图1是大肠杆菌XL1 Blue表达的GPC3融合蛋白的SAS-PAGE电泳照片。其中左侧和中 间条带为纯化后的GPC3融合蛋白;右侧条带(M)为分子量标准物Marker。
图2是单克隆抗体Ig类与亚类的鉴定结果。我们通过体外细胞培养的方法获得大量的杂 交瘤细胞上清,采用小鼠单克隆抗体Ig类与亚类检测试剂盒(HyCult biotechnology bv Mouse Monoclonal Antibody Isotyping Kit, P/N: HL2010)进行Ig类与亚类鉴定。结果表明(见图2), 6种单克隆抗体Z1C15重链均为IgG2b型,轻链均为k链。
图3是293T细胞瞬时转染GPC3及空载体质粒48 h后进行Western Blot实验的检测照片。 左侧为GPC3蛋白(293T细胞瞬时转染GPC3质粒裂解液),右侧为空白对照(293T细胞瞬 时转染空载体pcDNA3.1A质粒裂解液)。实验条件为变性样品进行SDS-PAGE蛋白电泳; 通过电转仪将蛋白转移至硝酸纤维素膜(Schleicher and Schcell公司);5 %脱脂奶粉封闭1 h, TBST洗三次,每次5min; 5 % BSA稀释抗GPC3单克隆抗体Z1C15—抗,孵育2 h, TBST 洗三次,每次5min; 5%脱脂奶粉稀释羊抗小鼠二抗(华舜公司),孵育1 h, TBST洗三次, 每次5-10min;化学发光法(ECL)显影。
图4是对Huh7、 PLC、 SMMC7721、 Hep3B、 L02和Hela细胞裂解液进行Western Blot 实验的检测照片。实验条件为变性样品进行SDS-PAGE蛋白电泳;通过电转仪将蛋白转移 至硝酸纤维素膜(Schleicher and Schcell公司);5 %脱脂奶粉封闭1 h, TBST洗三次,每次5 min; 5。/。BSA稀释抗GPC3单克隆抗体Z1C15—抗,孵育2 h, TBST洗三次,每次5 min; 5%脱脂奶粉稀释羊抗小鼠二抗(华舜公司),孵育lh, TBST洗三次,每次5-10min;化学 发光法(ECL)显影。
微生物保藏说明
保藏单位中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC); 保藏地址北京市大屯路中国科学院微生物研究所; 保藏日期2009年8月13日;
保藏编号CGMCCNo. 3232;
分类命名抗人GPC3单克隆抗体杂交瘤细胞株; 参据的生物材料Z1C15。
具体实施例方式
本发明提供抗GPC3的单克隆抗体的设计思想是,按照包括以下步骤的方法制备单克隆抗体
a) 在大肠杆菌中诱导表达人GPC3蛋白或其片段,获得GPC3融合蛋白;
b) 以经纯化的GPC3融合蛋白为免疫原免疫小鼠; C)取免疫鼠的脾细胞,与小鼠骨髓瘤细胞融合;
d) 筛选出GPC3蛋白反应阳性的细胞克隆,作为分泌抗GPC3蛋白单克隆抗体的杂交瘤 细胞株;以及
e) 通过在小鼠体内接种杂交瘤细胞生产腹水抗体,取出腹水进行纯化,得到抗GPC3的 单抗;或者通过体外细胞培养,分离纯化,获得抗GPC3的单克隆抗体。
在本发明的实施方式中,人GPC3蛋白或其片段可通过多种方式获得,比如通过分子生 物学方法克隆其编码基因,然后在原核细胞如大肠杆菌等、真核细胞如酵母菌、昆虫细胞、 植物细胞或哺乳动物细胞如CHO等中表达,经过纯化而获得。
例如,对于通过大肠杆菌表达系统,人GPC3蛋白或其片段的制备方法可以是以人GPC3 蛋白或其片段编码基因为模板,设计出合适的引物,用聚合酶链式反应(PCR)扩增,经限 制性内切酶比如EcoRI、 Xhol酶切后,将酶切产物与原核表达载体比如T载体连接,再转入 大肠杆菌中培养,提取含有人GPC3蛋白或其片段编码基因的重组表达质粒,然后转入大肠 杆菌中诱导表达,经过纯化可获得GPC3融合蛋白。
用于分泌抗GPC3的单克隆抗体的杂交瘤细胞株可采用本技术领域常规的方法制备。比 如,取经免疫的小鼠或大鼠的脾细胞,与小鼠或大鼠骨髓瘤细胞比如SP2/0细胞进行融合, 经筛选后即可得到杂交瘤细胞。
单克隆抗体的获得可采用本技术领域常规的方法。 一种方法是,通过在哺乳动物比如小 鼠体内接种杂交瘤细胞生产腹水抗体,取出腹水进行纯化而得到。另一种方法是,通过体外 培养杂交瘤细胞而获得。
本发明由小鼠杂交瘤细胞系Z1C15所制备的单克隆抗体是一种免疫球蛋白,其可特异性 结合于GPC3蛋白、尤其是可溶性的GPC3蛋白。
经鉴定,本发明所制备的免疫球蛋白是IgG型的单克隆抗体。抗体腹水效价>105。
本发明的肝细胞癌免疫组化检测试剂盒至少包含
(1) 抗GPC3的单克隆抗体;以及
(2) 当GPC3结合于所述单克隆抗体时,能够结合于GPC3的标记抗体。 优选上述试剂盒还可包含(3) 由含有已知量GPC3的溶液组成的标准样;以及
(4) 用于检测的抗体标记物,其可以与抗GPC3的单克隆抗体结合形成偶联物。
更有选试剂盒还可进一步包括下属物品中的至少之一(5)携带工具,其空间划分为可
以收容一种或多种容器、96孔板或板条的限定空间,该容器例如是药瓶、试管、和类似物, 每样容器都含有一个单独的用于本发明方法的组分;(6)辅助试剂,比如,显色剂、酶抑制 剂、缓冲液、稳定剂、稀释剂、洗涤试剂以及类似物;(7)说明书,其可以写在瓶子、试管 和类似物上,或者写在一张单独的纸上,或者在容器的外部或内部;也可以是多媒体的形式, 比如CD、电脑光盘、录像等等。
优选抗体可以固定于固相载体上,形成捕获抗体。
毫无疑问,本发明的单克隆抗体及相关试剂盒可以应用于肝癌的预后评估、治疗效果评 估及病程监测。
本文中所用术语"单抗"与"单克隆抗体"的含义相同,二者可互换;术语"Z1C15单 抗"与"抗GPC3的单克隆抗体"的含义相同,二者可互换;术语"Z1C15杂交瘤细胞"与 "杂交瘤Z1C15细胞"或"Z1C15细胞"的含义相同,可互换使用。
以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明 而不用于限定本发明的范围。
实施例l
人GPC3蛋白片段的表达
1.1 GPC3—N端基因片段的扩增
用PCR方法从人胎盘cDNA中克隆了 981 bp的GPC3—N端基因片段,作为扩增模板。
设计下列PCR引物
引物1:
5,- CGGC GAA TTC AA GCC ACC TGT CAC CAA GTC-3'
引物2:
5'-CGC CTC GAG TCA AAATCT ATATTG GCG TTG -3'
PCR反应体系
KOD酶,1 pi; KOD缓冲夜,5^1; 25 mmol/L的MgCl2, 3^1; 10 jamol/L的PI , l|al; 10lamol/L的P2, dNTP, 5^1;模板,0.5^1; ddH20, 34.5 共50 pl。
于94 °C下预变性4 min;然后94 °C变性30 sec, 57 °C退火30 sec, 68 。C链延伸60 sec,30个循环。
以凝胶回收试剂盒(Qiagen Gel Extraction Kit)纯化所得的PCR产物。参照《分子克隆》 J.萨姆布鲁克,D.W.拉塞尔(美)编著,黄培堂等译,科学出版社,北京,2002,第68页 中描述的方法,将其连接于T载体(Invitrogen公司),以EcoRI和Xhol两种限制性内切酶 (Promega公司)消化目的片段及空载体pPROEX HTb (Invitrogen公司),用Qiagen Gel Extraction Kit分别胶回收两片段。于22 °C下以T4 DNA连接酶(Invitrogen公司)连接目的 片段和原核表达pPROEX HTb载体(Invitrogen公司),10~12小时。
用得到的载体转化大肠杆菌XLlBlue (Invitrogen公司),扩增,参照《分子克隆》J.萨 姆布鲁克,D.W.拉塞尔(美)编著,黄培堂等译,科学出版社,北京,2002,第27页中描 述的方法抽取质粒并以相应的限制性内切酶鉴定,通过DNA测序确证。
所克隆目的片段的测序结果为SEQ ID NO 1。其为人胎盘cDNA中GPC3—N端基因第 242至1222位的DNA序列。
1.2诱导表达GPC3融合蛋白
参照《分子克隆》J.萨姆布鲁克,D.W.拉塞尔(美)编著,黄培堂等译,科学出版社, 北京,2002,第97页中描述的方法,将上述得到的质粒通过CaCl2法转入大肠杆菌XL1 Blue( Invitrogen公司)中,在LB培养基中于37 °C下培养5小时。经IPTG诱导表达后,用 Ni-NTA琼脂糖亲和层析法纯化GPC3融合蛋白。
1.3 SAS-PAGE电泳分析
对于纯化后的GPC3融合蛋白,进行10 % SDS-PAGE检测。结果如图1所示。 由图1可见,GPC3融合蛋白的分子量约为32.5kDa。
实施例2
Z1C15单抗的制备和纯化
2.1用GPC3融合蛋白免疫小鼠
以实施例1中纯化的GPC3蛋白与完全福式佐剂(CFA)混匀后免疫5-6周龄雌性Bab/c 小鼠(第二军医大学实验动物中心),皮内多点注射,100pg/只。4周后第一次加强免疫腹腔 内注射,100pg/只。6周后第二次加强免疫腹腔内注射,100(ig/只。免疫第8周分别取免疫 后小鼠尾血测定效价,应用GPC3抗原3 pg/ ml包被,10 %FCS封闭,将血清稀释后加入, 应用羊抗小鼠IgG标记HRP作为二抗体,OPD显色,使用酶标仪(Bio-RAD 550型)在OD492 下读数。2.2分泌抗GPC3蛋白抗体的杂交瘤细胞株建立、筛选
在免疫小鼠的同时准备小鼠骨髓瘤细胞SP2/0细胞。细胞融合前3天,加强免疫,抗原 直接腹腔注射,100pg/只。
取小鼠脾细胞,与SP2/0细胞比例1:10,在PEG1500作用下进行融合反应后,分别植入 96孔培养板,37°C、 5%032条件下培养。培养14天后,镜下检测生长出克隆细胞孔为融
合阳性孔,计算总融合率>95%。镜下尽量选择单克隆细胞孔的上清进行检测;挑取OD492值
>0.8的孔细胞进行限定性亚克隆,最终获得对GPC3蛋白反应阳性率〉99。/。的细胞克隆,作为 分泌抗GPC3蛋白单克隆抗体的杂交瘤细胞株,其为杂交瘤Z1C15细胞。
将获得的阳性杂交瘤Z1C15细胞克隆化培养,经过2-3轮的克隆化培养,获得稳定的能 够产生高效价单抗的杂交瘤细胞克隆,并冻存保种。
将该杂交瘤细胞提交中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏, 保藏编号为CGMCCNo. 3232。
2.3 Z1C15单抗的制备和纯化
含抗体的腹水制备6-8周龄雌性Bab/c小鼠用石蜡油处理7-10天后,取杂交瘤细胞 CGMCC No. 3232以2"06个细胞/只进行腹腔注射。7-14天后从小鼠腹腔中获取富含抗体的 腹水,测定腹水效价>105。
Z1C15单抗的纯化采用protein G亲和层析法。首先制备protein G亲和层析柱,用PBS 平衡柱子后,取腹水过柱,然后用PBS清洗柱子,至OD值接近于零,以50nmol/L的甘氨 酸盐酸溶液洗脱,收集洗脱液,测定各收集管的OD值,保留峰值区的洗脱液,洗脱液经透 析后收集。
实施例3
Z1C15单抗的鉴定
3.1 Z1C15细胞体外培养
用实施例2中制备的Z1C15杂交瘤细胞CGMCC No. 3232,进行体外细胞培养(DMEM、 10。/。FBS培养基,37°C, 5%0)2孵箱中培养),获得大量的杂交瘤细胞上清。 3.2单克隆抗体类型鉴定
采用小鼠单克隆抗体Ig类与亚类检测试剂盒(HyCult biotechnology bv Mouse Monoclonal Antibody Isotyping Kit, P/N: HL2010)进行Ig类与亚类鉴定,鉴定结果见图2。 研究表明单克隆抗体重链为IgG2b型,轻链为k链。
3.3单克隆抗体对GPC3蛋白的亲和性测定鉴定单克隆抗体能否识别外源的GPC3蛋白。参照《分子克隆》J.萨姆布鲁克,D.W.拉 塞尔(美)编著,黄培堂等译,科学出版社,北京,2002,第1282页中描述的方法,用GPC3 蛋白编码基因及空载体质粒对293T细胞(中科院上海细胞所)瞬时转染48h后,收集细胞, 进行Western Blot实验。检测结果如图3所示。
结果显示,293T细胞瞬时转染GPC3质粒裂解液中也可见分子量GPC3核心蛋白和糖基 化蛋白,293T细胞转染空载体质粒pcDNA3.1A的裂解液中却没有出现条带。可见,单克隆 抗体能识别出天然状态下内源的GPC3蛋白。图中GPC3所表示的是293T细胞瞬时转染GPC3 质粒裂解液、EF所表示的是293T细胞转染空载体质粒pcDNA3.1A的裂解液。
同时,我们收集了 Huh7, PLC, SMMC7721, Hep3B、 L02和Hela细胞裂解液,进行Western Blot检测,检测结果如图4所示。
结果显示肝癌细胞系HuH7、 Hep3B裂解液中也可见一条分子量约60kDa的蛋白,肝 癌细胞系SMMC7721、正常肝细胞系L02和非肝癌细胞系Hela的则没有出现条带。说明单 克隆抗体能在肝癌细胞中检测到GPC3蛋白,在正常肝细胞和非肝癌细胞中均不能检测到 GPC3蛋白,这表明单克隆抗体可特异性地结合内源的GPC3蛋白。
实施例4
用抗GPC3的单克隆抗体检测肝癌
在东方肝胆外科医院随机采取114例22-73岁癌症实验对象(94例肝细胞癌、20例胆管 细胞癌)肝组织、19例正常肝组织、42例肝脏良性肿瘤(肝局灶性增生22例、肝腺瘤20例) 样本,使用实施例2中制备的Z1C15单抗,参照文献[Fromowitz FB, Viola MV, Chao S, Oravez S, MishrikiY,FinkelG,GrimsonR,LundyJ. Hum Pathol. 1987(18): 1268-1275]中描述的方法,通过免 疫组织化学方法来检测组织中GPC3蛋白表达水平。
研究显示,正常肝组织不表达GPC3蛋白,良性肿瘤组织(肝腺瘤、肝局灶性增生)中 均不表达GPC3蛋白,肝胆管细胞癌组织中均不表达GPC3蛋白,肝细胞癌组织中GPC3阳 性率达到79.8%,这说明抗GPC3单克隆抗体可用于肝细胞癌的病理免疫组化检测,具有良 好的特异性和敏感性。
以上用实施例对本发明的技术方案进行了阐述,本发明毫无疑问可以推广至肝癌的诊断、 预后评估、治疗效果监测及病情发展监测,这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因 此,在不违背本发明的思想下,本领域技术人员可以在此基础上对本发明作出的各种改动或 者修改,同样应属于本发明的范围。序列表
〈110>中国人民解放军第二军医大学
<120> —种抗GPC3的单克隆抗体
<130> 0615,
<141> 2009-08-21
<160> 1
<170> Patentln version 3.3
<210> 1
<211〉 981
<212> 腿
<213> 人胎盘cDNA中GPC3—N端基因第242-1222位
<220>
<221〉 gene <222> (1)..(981)
<400> 1
gccacctgtc accaagtccg ctccttcttc cagagactgc agcccggact caagtgggtg 60
ccagaaactc ccgtgccagg atcagatttg caagtatgtc tccctaaggg cccaacatgc 120
tgctcaag肌agatggaaga saaataccaa ctaax;agcac gattgsacst gg肌cagctg 180
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ggccgaatgc tcaccagaat gtggtactgc tcttactgcc agggactgat gatggttaaa 720
ccctgtggcg gttactgcaa tgtggtcatg caaggctgta tggcaggtgt ggtggagatt 780
gacaagtact ggagagaata cattctgtcc cttgaagaac ttgtgaatgg catgtacaga 840atctatgaca tggagaacgt actgcttggt ctcttttcaa caatccatga ttctatccag 900 tatgtccaga agaatgcagg aaagctgacc accactattg gcaagttatg tgcccattct %0 caacaacgcc aatatagatt t 98权利要求
1.一种抗GPC3的单克隆抗体,其由保藏编号为CGMCC No.3232的抗人GPC3单克隆抗体杂交瘤细胞株分泌产生。
2. 如权利要求1所述的单克隆抗体,其特征在于,其按照以下步骤制备在小鼠体内接种杂交瘤细胞CGMCC No. 3232,生产腹水抗体,取出腹水进行纯化,得 到抗GPC3的单抗;或者体外培养杂交瘤细胞CGMCCNo.3232,分离纯化培养液,获得抗GPC3的单克隆抗体。
3. 如权利要求1或2所述的单克隆抗体,其特征在于,其为免疫球蛋白。
4. 如权利要求3所述的单克隆抗体,其特征在于,其为IgG型。
5. —种用于肝细胞癌免疫组化检测的试剂盒,其包含(1) 如权利要求1 4中任一项所述的单克隆抗体;以及(2) 当GPC3结合于所述单克隆抗体时,能够结合于GPC3的标记抗体。
6. 如权利要求5所述的试剂盒,其特征在于,还包含(3) 由含有已知量GPC3的溶液组成的标准样;以及(4) 用于检测的抗体标记物,其可以与抗GPC3的单克隆抗体结合形成偶联物。
全文摘要
本发明公开了一种GPC3的单克隆抗体,其由保藏编号为CGMCC No.3232的抗人GPC3单克隆抗体杂交瘤细胞株分泌产生。该单克隆抗体可用于肝细胞癌免疫组化检测。
文档编号C07K16/18GK101633693SQ20091019447
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者赟 周, 王红阳, 谈治雄 申请人:中国人民解放军第二军医大学
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