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2015-11-24
小分子大聚合 抗體生產更輕鬆
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>臺師大團隊研發的「聚合半抗原成為免疫原」技術不僅可推廣於辨識半抗原的抗體生產,也具有疫苗開發的潛力。公共事務中心王喆宣攝影
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理學院院長賈至達(左)致贈小書包給生科系王玉麒老師(右)。公共事務中心王喆宣攝影
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生科系王玉麒老師(左)及博士生林哲雄(右)共同研發「聚合半抗原成為免疫原」技術。公共事務中心王喆宣攝影

小小分子大聚合 抗體生產真輕鬆

師大研發小分子免疫原製備新技術 生產抗體不再困難

【公共事務中心胡世澤報導】「抗體」是脊椎動物體內防禦系統的重要成員,可對體內發生變異的或外來入侵的抗原分子進行「專一性」及「高親和力」的結合反應,進而引發動物體內的特定作用機制,產生免疫防禦的效果。由於抗體對抗原的「專一性」及「高親和力」作用特性,「抗體」也被廣泛運用於基礎生命科學、食品科學、環境科學及醫學等領域的檢測、預防及治療等應用上,成為當前生物科技界的重要工具分子。

然而,並非所有的抗原分子均能引發動物的抗體產生反應,像各種抗生素、毒品、食品染劑、防腐劑、環境荷爾蒙、殺蟲劑、殺草劑,乃至於有生物活性的胜肽鍊或癌細胞表面的變異醣鍊等,即因為分子量太小,被稱為「半抗原」,而無法引發動物體內的抗體產生反應。

為了克服此一限制,生產可辨識半抗原的抗體,目前學界和業界多採用將小分子的「半抗原」先進行官能基團修飾,隨後利用特定的交聯劑將其鍵結於大分子的「載體蛋白(carrier protein)」表面,形成能引發抗體產生反應的複合體「免疫原」後,再對動物進行免疫注射的方式來生產目標抗體。不過此種免疫原製備方式仍存有諸多技術性困難與不確定性,整體過程也相當繁瑣耗時,此外,即使目標抗體能被成功引發生成,也常需要經過再純化的過程,因為一起進入動物體內的大分子載體蛋白可能引發更多的對應抗體生成。

相較於目前常用的方法,臺師大生命科學系王玉麒老師團隊研發的「聚合半抗原成為免疫原」技術,利用半抗原自身的官能基或透過交聯劑,使半抗原彼此聚合形成大分子,經由不同動物的免疫注射實驗結果證實,此半抗原聚合物即能有效引發動物體內的目標抗體生成反應。

王玉麒老師表示,新開發的技術大幅地改進過去將「半抗原」製備成「免疫原」的方法,不僅步驟簡單,耗時縮短,花費也較為節省。以三聚氰胺為例,其分子量僅有126道爾頓,為典型的半抗原分子,過去將三聚氰胺鍵結於載體蛋白的過程,需經過十數個反應步驟,耗時58天;應用新技術的方法,則僅有兩個過程步驟,並於3小時內即可完成三聚氰胺免疫原的製備。除此之外,因為新技術免去載體蛋白的使用,動物體可更「專注於」目標抗體的生成,提升抗體的效價及專一性,採得的抗血清可無須經過再純化過程而直接使用,達到簡化抗體製程與節省生產成本的效果。

臺師大團隊研發的「聚合半抗原成為免疫原」技術不僅可推廣於辨識半抗原的抗體生產,也具有疫苗開發的潛力。試想將與疾病相關的胜肽鏈、醣鏈或其他小分子成分,在不透過載體參與的前提下,藉由彼此交聯而成為具免疫原性的聚合分子,可能也具有疫苗的功效,激發免疫記憶的形成,而有利於疾病的預防。本項技術已向美國專利商標局申請發明專利,並在不到一年內就取得核准。該項成果也將也將於短期內投稿國際學術期刊。

當前國內正積極推動生技產業的發展,國人對食品、環境及醫療等議題的安全意識與日俱增。食品內是否含有違法添加物?土壤、水源中是否含有汙染物?疾病的檢測能否精準、及時?應用新開發的免疫原製備技術,生產相關抗體,不僅有助於診斷試劑的建立,解決國內檢驗人力不足與無法即時檢測困擾,更可延伸至標靶藥物與疫苗的開發,其用途與功效廣泛,非常值得在國際上推展。

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