【干货】全方位讲解诺奖技术—噬菌体展示

    噬菌体展示技术（phage display techniques，PDT）是以改造的噬菌体为载体，把待选基因片段定向插入噬菌体外壳蛋白质区，使外源多肽或蛋白质表达并展示于噬菌体表面，进而通过亲和富集法筛选表达有特异肽或蛋白质的噬菌体，最终获得具有特异结合性质的多肽/蛋白质，并实现基因克隆化的一种重要的分子生物学技术。

    噬菌体展示技术是在1985年Smiths首次建立的，他将外源多肽基因插入丝状噬菌体基因Ⅲ中，并于pⅢ蛋白成功展示于丝状噬菌体表面。此后，1989年Huse等研究人员第一次通过噬菌体展示技术从构建的重组抗体中获得Fabs。2018年，Gregory P. Winter和George P. Smith因其在噬菌体展示技术领域的卓越贡献，共同获得了诺贝尔化学奖。此次诺贝尔奖的颁发不仅是对他们个人贡献的认可，也是对噬菌体展示技术在生物医学研究中的重要性的高度肯定。

    在随后的发展中，噬菌体展示技术取得了多个重大突破，其中最显著的事件之一就是阿达木单抗（Adalimumab）的成功开发，这是一种利用噬菌体展示技术生产的单克隆抗体药物，用于治疗类风湿性关节炎等自身免疫性疾病。阿达木单抗的成功推出，标志着噬菌体展示技术在药物开发领域的巨大成功。

2018年诺贝尔化学奖授予3名科学家

    噬菌体是一类能够感染细菌的病毒，按照宿主范围和感染特性，可以分为多个属。常见的噬菌体包括单链DNA噬菌体（如M13，也是一种丝状噬菌体）、双链DNA噬菌体（如T4、T7、λ）等。其中，M13噬菌体常常被选择用于外源多肽或蛋白质的展示，主要因为它具有以下特性：

    ●单链DNA结构：M13的基因组是单链DNA，便于在实验室中进行操作和测序。这种简单的结构使得科学家们能够轻松地插入外源DNA，构建噬菌体展示文库。

    ●易于寻找感染细胞：M13噬菌体能够通过细胞表面的纤毛结构（Pilus）与宿主细菌结合，感染细胞。这种结合方式相对特异，使得科学家们能够选择性地感染特定细菌株。

    ●高度稳定性：M13噬菌体颗粒非常稳定，能够在常规实验条件下保持完整性。这种稳定性确保了噬菌体展示技术的可靠性和重复性。

    ●易于扩增：M13噬菌体在感染细菌后，能够迅速复制自身，并释放到培养基中，方便大规模生产。

    ●友好的噬菌体展示： M13噬菌体的外被蛋白（pIII、pVIII等）可以用于展示外源多肽或蛋白，便于进行噬菌体展示技术，用于筛选抗体、药物或蛋白质相互作用等研究。

    因此，基于M13噬菌体的展示技术被广泛应用于蛋白质工程、抗体筛选、疫苗设计等领域，为生物医学研究提供了有力的工具。下面我们一起来回顾几篇经典高分文献~

基于杂化M13噬菌体的疫苗平台用于个性化肿瘤免疫治疗

    基于肿瘤疫苗的癌症免疫治疗目前已引起广泛的关注，尽管肿瘤疫苗在免疫治疗领域取得了巨大的进展，但开发高效的肿瘤个性化免疫治疗疫苗平台仍是一个重大挑战。该研究利用一种天然的丝状病毒M13噬菌体与一种阳离子聚合物PEI的自组装构建杂化噬菌体M13@PEI并负载不同来源的肿瘤特异性抗原，构建基于特异性抗原肽和自体肿瘤细胞的生物活性疫苗平台，联合免疫检查点抑制剂激活个性化的癌症免疫治疗。（金开瑞合作技术：噬菌体展示）

精准抗菌肽助力治疗肠道感染

    特异性靶向抗菌肽（STAMPs）是新型抗生素替代品，但用于结肠感染的STAMPs开发因全新设计效率和结肠生物利用度有限而受阻。近日浙江大学的研究团队在Science Advances发表了题为《Gut-targeted nanoparticles deliver specifically targeted antimicrobial peptides against Clostridium perfringens infections》的研究论文，该研究开发了一种肠道靶向纳米颗粒可递送针对产气荚膜梭菌感染的特异性靶向抗菌肽，为治疗肠道感染的STAMPs设计和递送提供了深入见解。（金开瑞合作技术：噬菌体展示）

噬菌体展示技术应用于肿瘤靶向肽的筛选

    2019年4月21日，来自广东省恶性肿瘤表观遗传与基因调控重点实验室的Er-Wei Song 研究团队在Protein & Cell (IF=10.164) 上发表了题为“Phage display screening of therapeuticpeptide for cancer targeting and therapy”的综述论文，讨论用于通过原位，体外，体内和离体筛选方法分离各种癌症特异性配体的噬菌体展示技术的改进。并且介绍了实体肿瘤靶向肽的突出例子，即通过噬菌体展示筛选确定的靶向肿瘤血管的肽，肿瘤微环境（TME）和癌细胞上的过度表达受体，以及在临床中基于靶向肽治疗剂的当前挑战和未来前景。

 

金开瑞噬菌体平台服务定制

服务简介

    噬菌体展示技术通过将外源肽段和噬菌体衣壳蛋白融合展示于噬菌体表面，进行高通量筛选及富集，并对所需功能的克隆进行定性分析，该技术展示对象涵盖抗体、抗体片段、肽段、cDNA等。在对抗体库的研究中，噬菌体展示技术可对人和其他动物的B细胞抗体库进行体外建库筛选，避开了免疫和细胞融合等步骤从而缩短实验周期并增加了稳定性，该技术还具有筛选容量大、可发酵大量生产、方法简单等优点。金开瑞噬菌体平台现推出抗体库构建服务、抗体片段库构建服务、双特异性抗体定制服务及抗体人源化服务，为您提供专业的一站式服务，满足您的实际需求！

 

服务特色

    ●固相和液相噬菌体展示文库筛选经验丰富，可自动化进行噬菌体展示高通量筛选，实现快速交付；

    ●天然抗体文库库容可高达10¹⁰及以上，免疫抗体文库库容可达至少10⁷及以上；

    ●引入先进的亲和力检测技术，深入的生物信息学分析，选择最佳的人源框架区序列快速且高通量筛选高亲和力及高产量的人源化抗体；

    ●大于90%以上的片段插入率。

 

服务说明

参考文献：

1.DOI: 10.11967/2019171203

2.The Nobel Prize in Chemistry 2018. NobelPrize.org.

3.Adalimumab: a review of its use in the treatment of rheumatoid arthritis. PubMed Central.

4.噬菌体表面展示技术的发展及应用

5.DOI: 10.1126/science.4001944

6.DOI: 10.1021/cr030086o

7.基于噬菌体展示技术的亲和多肽筛选及其在肿瘤识别中的应用

8.Advance in phage display technology for bioanalysis

9.Virus-based chemical and biological sensing

10.DOI:10.13764/j.cnki.ncdm.2014.02.028

11.https://doi.org/10.1007/s13238-019-0639-7

12.https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121763

13.DOI: 10.1126/sciadv.adf8782