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The Production and Application of TRIP-1 Antibody

TRIP-1抗体的制作及应用



全 文 :·研究报告·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2013年第3期
TRIP-1(transforming growth factor-β receptor
interacting protein)最初是在 B 细胞文库中使用酵母
双杂交的方法,利用 TGFβR Ⅱ C 端作为诱饵蛋白,
发现的一个含有 5 个 WD40 重复结构域的蛋白,分
子量为 36 kD[1]。TRIP-1 可以被 TGFβ 二型受体磷
酸化。TRIP-1 是 TGFβ 信号通路的调节子,可以抑
制 TGF-β 所调控的血浆纤维蛋白溶酶原激活抑制因
子 -1(PAI-1)基因转录[2],细胞迁移,表皮间充质
转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)[3]和
骨细胞的分化中起重要的调控作用[4,5]。TRIP-1 也
是一个与癌症密切相关的蛋白,被发现在多种癌症
收稿日期 :2012-08-24
基金项目 :国家自然科学基金项目(30570960,30900749),深圳市重点实验室建设与提升计划
作者简介 :张宏玲,女,博士研究生,研究方向 :细胞生物学 ;E-mail :zhanghl08@mails.tsinghua.edu.cn
通讯作者 :黄来强,男,教授,研究方向 :分子与细胞生物学 ;E-mail :huanglq@tsinghua.edu.cn
TRIP-1 抗体的制作及应用
张宏玲  万骏  董一辰  曹威  张新胜  张锦勰  黄来强
(1. 清华大学生命科学学院,北京 100084 ;2. 清华大学深圳研究生院生命与健康学部
生物医药研究中心和基因与抗体治疗重点实验室,深圳 518055)
摘 要 : 旨在制作 TGF-β二型受体结合蛋白 TRIP-1 的抗体,以便推进对该蛋白在 TGF-β信号通路以及癌症发生发展中的功
能研究。首先克隆出人的 TRIP-1 基因,构建其原核重组表达载体 pET-His-TRIP-1,将其转化至大肠杆菌 BL21(DE3)中,诱导获
得 TRIP-1 蛋白,纯化后将其分别免疫新西兰大耳兔和昆明小鼠(KM),免疫 4 次后取血清,并对抗血清进行效价和亲和力测定。
通过 Western blot 和免疫荧光试验鉴定抗血清特异性。最后,利用 proteinG 初步纯化抗血清。结果表明,通过重组表达获得抗原蛋
白,纯化后免疫新西兰大耳兔和昆明鼠可得到效价较高的抗 TRIP-1 的多克隆抗体,在稀释倍数较高的情况下仍可以用于 Western
blot 和免疫荧光试验,且有非常好的特异性。
关键词 : 原核表达纯化 TRIP-1 蛋白 动物免疫 抗血清 抗体鉴定
The Production and Application of TRIP-1 Antibody
Zhang Hongling Wan Jun Dong Yichen Cao Wei Zhang Xinsheng Zhang Jinxie Huang Laiqiang
(1. School of Life Sciences,Tsinghua University,Beijing 100084 ;2. The Shenzhen Key Lab of Gene and Antibody Therapy,Center for Biotech
& Biomedicine and Division of Life & Health Sciences,Graduate School at Shenzhen,Tsinghua University,Shenzhen 518055)
Abstract:  To produce antibody against the TGF-β type II receptor binding protein, TRIP-1, contributing to study TRIP-1’s function in
TGF-β signaling pathway and cancer development. Human’s TRIP-1 gene was cloned into the prokaryotic expression vector of pET-His, and
then transformed into E. coli BL21 to induce TRIP-1 protein expression. Purified TRIP-1 protein was used to immunize New Zealand rabbits
and Kunming mice(KM). The serum was removed and the titer and affinity was determined after immunization 4 times. The antiserum was
highly purified by proteinG. Results indicated that the titer of the anti-serum from murine and rabbit are high enough for Western blot and
immunofluorescence assay.
Key words:  Prokaryotic expression and purification TRIP-1 Animal immunization Anti-serum Antibody identification
中高表达。另外,TRIP-1 可作为 eIF3i 蛋白存在细
胞内行使蛋白质翻译功能[6,7]。目前,TRIP-1 的功
能仍然还不很清楚。
抗体是研究蛋白功能至关重要的工具。TRIP-1
蛋白被克隆 17 年以来,相关的研究文献并不多见,
直到近两年才出现 TRIP-1 商业化抗体,但商业化抗
体用量有限且价格昂贵。为了便于后续研究,本实
验室通过动物免疫来生产大量 TRIP-1 特异抗体。首
先,通过 RT-PCR 获得 TRIP-1 基因,并将其克隆到
原 核 表 达 载 体 pET-His 中,IPTG 诱 导 表 达 TRIP-1
蛋白。将诱导所得蛋白纯化后对试验动物进行免疫,
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第3期140
一段时间后获取抗血清,经效价测定及纯化,制造
的抗体用于 Western blot 和免疫荧光等试验,旨在为
进一步研究该蛋白在真核细胞内的功能奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
质 粒 pET-His-TRIP-1, 重 组 大 肠 杆 菌 E. coli
BL21(DE3)( 携 带 质 粒 pET-His-TRIP-1) 为 本 实
验 室 构 建 和 保 存 ;HeLa、HepG2、HEK293、CNE、
NIH3T3 细胞为本实验室储存 ;用于饲养哺乳动物
细胞的 DMEM 培养基购自 Gibico 公司 ;新西兰大耳
兔、昆明鼠购自广州实验动物中心 ;蛋白质 marker
购自 Fermentas 公司 ;HRP 酶标二抗(抗鼠和抗兔)
和 FITC 标记的二抗购自 KPL 公司,鬼笔环肽购自
Sigma 公司。
1.2 方法
1.2.1 TRIP-1 蛋白原核诱导表达及纯化 随机挑取
单克隆接种于 5 mL 含适量抗生素 LB 液体培养基中,
于 37℃、200 r/min 条件下过夜培养。然后按 2% 接
种量接种于 200 mL 含抗生素新鲜的 LB 液体培养基
中,于 37℃、200 r/min 条件下继续培养。菌液浓度
达 OD600=0.6 时加入终浓度 0.2 mmol/L IPTG,37℃、
200 r/min 条 件 下 培 养。IPTG 诱 导 5 h,5 000 r/min
离 心 5 min, 收 集 菌 体, 用 40 mL 20 mmol/L Tris-
HCl(pH8.0)缓冲液混合重悬,冰上进行超声处理。
5 000 r/min 离心,根据蛋白表达情况分别收集上清,
沉淀。
1.2.2 包涵体的洗涤和纯化 由于 TRIP-1 蛋白在包
涵体中,本研究采用尿素法纯化包涵体[8],具体纯
化方法如下 :Ni-NTA His Binding·Resin 2 mL 柱预
处理 :用 5 mL 去离子水洗涤 ;加 0.5-1 mL NiSO4 ;
再用 5 mL 去离子水洗涤。用 10 mL 20 mmol/L Tris-
HCl(pH8.0)+8 mol/L 尿素平衡柱。上样准备好的
包涵体溶液[20 mmol/L Tris-HCl(pH8.0)+6 mol/L
尿 素 溶 解 ], 收 集 流 出 液。 用 10 mL 20 mmol/L
Tris-HCl,100 mmol/L 咪 唑,1 mmol/L β-巯 基 乙 醇
(pH8.0)+8 mol/L 尿素洗涤,收集流出液。用 30 mL
20 mmol/L Tris-HCl,100 mmol/L 咪 唑,1 mmol/L β-
巯基乙醇,pH8.0 洗涤,收集流出液。用 10 mL 20
mmol/L Tris-HCl,300 mmol/L imidazole,1 mmol/L β-
巯基乙醇,pH8.0 洗脱蛋白,收集 1 mL/ 管,蛋白
在此步收集。最后用 10 mL 20 mmol/L Tris-HCl,5
mmol/L 咪 唑,1 mmol/L β-巯 基 乙 醇,pH8.0 洗 涤,
收集流出液。用 10 mL 去离子水洗涤柱子,充满
20% 乙醇,放在 4℃冰箱保存。纯化的蛋白用 SDS-
PAGE 电泳检测。
1.2.3 TRIP-1 兔抗血清制备 取 2 mL TRIP-1 蛋白
(1.6 mg/mL)制品与等体积的弗氏完全佐剂(Freunds
Adjuvant,complete)混合,在新西兰大耳兔背部选
取 4-6 个点进行皮下多点接种,共接种 4 次,每次
间隔 14 d,第 4 次加强免疫后 7 d 耳缘静脉采血,
分离血清,进行效价检测,获阳性结果后进行心脏
取血,将血液收集到无菌的试管中,室温静置 1-2 h,
待血液凝固后转移到 4℃冰箱中,放置过夜,至血
清析出,将血清转移到无菌的离心管中,10 000 r/min、
4℃离心 30 min,取上清,保存于 -70℃备用。
1.2.4 TRIP-1 鼠抗血清制备 5 只 3-4 周龄昆明小
鼠,将 200 μg 抗原蛋白溶于 250 μL 生理盐水并与等
体积弗氏完全佐剂充分乳化,对小鼠进行皮下注射。
首次免疫 2 周后进行第 2 次免疫,免疫原剂量减半,
并用弗氏不完全佐剂乳化。第 2 次免疫后每隔 7 d
按照第 2 次免疫的方法继续免疫,第 4 次免疫之后
第 3 天,尾部取血分离血清,进行效价检测,获阳
性结果后,进行心脏取血,将血液收集到无菌的试
管中,室温静置 1-2 h,待血液凝固后,转移到 4℃
冰箱中,放置过夜,至血清析出,将血清转移到无
菌的离心管中,10 000 r/min、4℃离心 30 min,取上
清,保存于 -70℃备用。
1.2.5 ELISA 检测抗血清效价 抗原包被 :将抗原
用 包 被 液 1∶4 000 稀 释(10 μg/mL 终 浓 度 ),100
μL/孔加入聚苯乙烯 96 孔反应板中,4℃放置过夜。
洗涤 :次日倾去凹孔内的液体,PBST 洗 3 次。封
闭 :加 100 μL/孔 3% BSA,室温放置 0.5 h。洗涤 :
用 PBST 洗 3 次。
加待测样品(一抗):将抗体血清在另一块板上
用 PBS 连续稀释,100 μL/孔加到已包被的板上,每
个样品平行做两份,免疫前的血清作为阴性对照。
加盖 37℃恒温箱温育 1 h。洗涤 :用 PBST 洗 3 次。
加 HRP 酶 标 二 抗 :用 封 闭 液 1∶8 000 稀 释,
100 μL/孔,加盖 37℃恒温箱温育 1 h。 洗涤 :用
2013年第3期 141张宏玲等 :TRIP-1 抗体的制作及应用
PBST 洗 5 次,蒸馏水洗 2 次。显色 :加新鲜配制的
底物溶液 100 μL/孔暗处放置 5-30 min,显示蓝色。
终止反应,比色 :加 50 μL/孔终止液,颜色变黄 ;
用酶标仪测定 450 nm 处各孔的吸光值,阳性反应的
最大稀释度为待测样品的效价。
1.2.6 ELISA 检测抗体相对亲和力 方法同 1.2.5。
用抗原包被酶标板,使用两个浓度梯度即 0.5 μg/mL
和 1.0 μg/mL 抗原包被,4℃放置过夜 ;以多抗浓度
的对数为横坐标,A450 值为纵坐标作图。以曲线达
到水平的 A450 值为 100%,求出 A50,即 50% 的 A450
值时对应的抗体摩尔浓度。按照文献[9,10]的方
法进行计算。
1.2.7 Western blot 检测 将收集的细胞加入 SDS 加
样缓冲液,煮沸 10 min,离心后取上清液进行 SDS-
PAGE 后电转移至 PVDF 膜上,以 5% 的脱脂牛奶
封闭 2 h,与自制兔抗人、鼠抗人 TRIP-1 的多克隆
抗体 4℃过夜,之后用 TBST 每 10 min 洗 1 次,共 3
次 ;加入相应二抗室温 1 h 后用 TBST 洗膜 3 次,每
次 10 min,曝光。
1.2.8 细胞免疫荧光 固定在盖玻片上的细胞用
PBS 漂洗 3 次,每次 5 min;用 3.7% 的甲醛固定细胞,
37℃ 10 min ;0.1% TritonX-100 透化 10 min ;PBS 漂
洗 3 次,每次 5 min ;5% 山羊血清(PBS 配制)室
温封闭 1 h;去除山羊血清封闭液之后,直接加入 5%
BSA 稀释的一抗,4℃杂交过夜。PBS 漂洗 5 次,每
次 5 min ;加入 5% BSA 稀释的二抗,室温避光杂交
1 h;PBS 漂洗 5 次,每次 5 min;抗催灭封片剂封片,
激光共聚焦荧光显微镜上观察。
1.2.9 ProteinG 亲和层析柱纯化抗体 配制缓冲液 :
起始缓冲液为 TBS 缓冲液洗脱缓冲液为 pH2.7 0.1
mmol/L 甘氨酸盐酸 ;准备收集管 :取 1.5 mL 离心管,
每支离心管加 70 μL pH9.0 1 mol/L Tris-HCl ;样品准
备 :抗血清经 TBS 进行透析过夜,并经 0.22 μm 微
孔滤膜滤过。
透析过的待纯化的样品 15-25 mL 上柱,流速为
0.5 mL/min,将留出的样品反复过柱 ;然后以同样的
流速用 10-20 倍体积的 TBS 缓冲液洗涤,去除未结
合和非特异性结合的蛋白,可通过测定 OD280 的吸
光度判定洗涤是否完全 ;洗脱缓冲液(pH2.7,0.1
mmol/L 甘氨酸盐酸)6-7 mL 每管 1 mL 收集洗脱液,
测每管 OD280 吸收值。收集第 2 洗脱峰,BCA 法测
蛋白含量,4℃保存备用 ;纯化的抗体用 SDS-PAGE
电泳鉴定其纯度用 12% 分离胶、5% 浓缩胶,恒流
下电泳 2 h,考马斯亮蓝 R250(Pharmacia)染色。
2 结果
2.1 TRIP-1蛋白的表达与纯化
利用构建好的 pET-His-TRIP-1 载体分别转化大
肠杆菌 BL21(DE3),成功地原核诱导表达 TRIP-1
全长蛋白,并且用纯化好的蛋白进行下一步试验,
即免疫小鼠和新西兰大耳兔(图 1)。
116.0
kD kD
M 1 2 3 4 5
66.2
36
45.0
35.0
M :蛋白质 Marker ;1 :诱导前全菌上样 ;2 :诱导后全菌上样 ;
3 :上清 ;4 :包涵体上样 ;5 :纯化结果
图 1 TRIP-1 蛋白的诱导表达及纯化结果
2.2 TRIP-1抗血清效价检测
将用 TRIP-1 蛋白抗原免疫 4 次之后的新西兰
大耳兔以及小鼠抽取血清样本通过 ELISA 法测量
抗体效价,计算阳性血清和阴性血清 A450 值之比
(antiserum/preimmune serum,a/p),当 a/p≥2.1 时为
阳 性, 当 a/p<2.1 而 a/p≥1.5 时 为 可 疑, 当 a/p<1.5
时为阴性。如图 2 所示,两种抗血清稀释倍数为 106
时,和阴性血清相比,仍呈现阳性反应,表明免疫
后的两种抗血清的效价均达到 106。
2.3 抗体亲和力检测
通过对纯化的兔抗人 TRIP-1 多克隆抗体进行相
对亲和力检测测定,并且计算抗体亲和常数大约是
105-106,可以进行相关免疫学试验(图 3)。
2.4 利用抗体检测真核细胞及组织蛋白表达情况
利用抗体检测真核细胞及组织蛋白表达情况,
各细胞及组织蛋白,12% 蛋白胶 PAGE 电泳,将制
作好的 TRIP-1 鼠源及兔源抗体用于 Western blot 试
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第3期142
验,检测多种细胞和组织当中的 TRIP-1 表达情况。
将所制备抗体 5 000 倍稀释用来检测真核细胞内源
性 TRIP-1 蛋白表达情况,如图 4 所示,兔抗和鼠抗
均能够很好地检测真核细胞内源性的蛋白表达,并
且也能够直接检测从动物不同组织中抽提出来的蛋
白。说明制备的抗体具有较高的灵敏度和特异性。
2.5 细胞免疫荧光法检测TRIP-1蛋白细胞内定位
TRIP-1 蛋白细胞免疫荧光检测,取 HeLa 细胞
进行免疫荧光,用 Phallodin-FITC 染微丝(actin),
同时用 TRIP-1 兔抗来检测其在细胞内的定位情况,
二抗用 rhodamine 标记的羊抗兔抗体。荧光显微镜
下拍照(图 5)。将制备的 TRIP-1 兔抗人多克隆抗
体 200 倍稀释进行细胞免疫荧光化学染色试验分析,
发现制备的抗体能够进行细胞免疫荧光化学染色,
且染色效果十分良好,同时发现,TRIP-1 蛋白在细
胞质内质网位置定位明显。
0 1 2 3 4〰䟺ؽᮠ 10n 〰䟺ؽᮠ 10n 5 6 7 8 9 10
1.0 antiserum
preimmune serum
antiserum
preimmune serum0.9
0.8
0.7
A
45
0
A
45
00.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1.0A B
2.0
1.0
0.5
1.5
0.0
图 2 经免疫过的兔(A)和小鼠(B)的血清通过 ELISA 法测定效价
3.0
2.0
1.0
0.5
1.5
2.5
08 7.5 6.5 5.5 4.5 3.5 2.5 1.5 0.51234567 0
1.0 mg/L
0.5 mg/L
ob
se
rv
ed
O
D
logarithms of assumed antibody concentrations
图 3 TRIP-1 兔抗相对亲和常数计算图表
antibody from rabbit
antibody from mouse
TRIP-1
A
B
TRIP-1
NI
H3
T3
29
3
He
pG
2
CN
E
mo
use
liv
er
mo
use
br
ain
29
3
He
La
He
pG
2
CN
E
图 4 Western blot 检测 TRIP-1 鼠源(A)及
兔源(B)抗体
Actin TRIP-1 Merge
图 5 TRIP-1 蛋白细胞免疫荧光检测
2.6 TRIP-1抗体纯化
取免疫过的兔和鼠的抗血清,利用 proteinG 方
法进行纯化,成功将 2 种抗体进行了初步纯化,从
纯化结果(图 6)中可以清楚地看到抗体重链(55
kD)和轻链(26 kD)。
3 讨论
生命科学的研究,尤其是针对某个蛋白的功能
研究,抗体是至关重要的工具。抗体可分为多克隆
抗体,单克隆抗体等。单克隆抗体的特异性较好,
但制作过程比较繁琐,多克隆抗体则制作较为容
2013年第3期 143张宏玲等 :TRIP-1 抗体的制作及应用
易。本研究通过原核诱导表达发现诱导的 TRIP-1 蛋
白主要表达在包涵体当中,有文献报道用含尿素的
缓冲液洗涤包涵体,可初步纯化目的蛋白,可以满
足后续试验中对抗原的要求[11]。鉴于此,本试验选
择用尿素法提取并洗涤纯化包涵体得到较为纯净的
TRIP-1 蛋白。采用直接免疫新西兰白兔和昆明鼠的
方法获得抗血清。ELISA 是检测抗体质量相关系数
的重要手段[12,13]。本试验 ELISA 检测结果显示抗
血清效价极高,并且计算出的亲和常数证明抗体可
用于免疫学试验。未经纯化的抗血清,稀释很高的
倍数仍可用于 Western blot 和免疫荧光等试验,且有
非常好的特异性。细胞免疫荧光法检测 TRIP-1 蛋白
细胞内定位发现,TRIP-1 蛋白在细胞质内质网位置
定位明显,此结果与发表的相关文献吻合[6]。同时,
本研究通过 proteinG 的方法对多克隆抗体初步进行
了纯化。以上结果表明,成功制备、纯化了特异性
的 TRIP-1 多克隆抗体,为今后深入研究 TRIP-1 的
生物学活性和与疾病的关系及可能的临床应用奠定
了基础。
4 结论
本研究通过原核诱导表达和包涵体纯化,获得
了较为纯净的 TRIP-1 全长蛋白。通过免疫新西兰
大耳兔和昆明小鼠,获得了抗血清。通过 ELISA、
Western blot 和免疫荧光试验验证了抗体的效价和特
异性。结果证明用这种方法可以制备具有较高特异
性和灵敏度的多克隆抗体。
参 考 文 献
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(责任编辑 马鑫)
55
43
34
26
55
26
kDkD
M 1 2 3 4
M :蛋白质 Marker ;1 :TRIP-1 兔抗血清全上样 ;2 :TRIP-1 兔抗
血清纯化 ;3 :TRIP-1 鼠抗血清全上样 ;4 :TRIP-1 鼠抗血清纯化
图 6 抗体纯化结果图