抗体使用亟待形成共识与进一步规范【新濠国际

2020-03-01 11:34栏目:科技中心

检测抗体并不存在单一的最好方法,马萨诸塞州CST抗体公司首席科学官Roberto Polakiewicz说:“研发抗体是一项科学实践,需要了解应该做什么实验让一种抗体有效的专业人士。”如果客户看不到数据,作出了自己的判断,他们就需要寻找一种新抗体。

在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学的研究人员发现利用抗体阻断一种蛋白的活性能够改善衰老小鼠的认知行为。相关研究结果发表在2019年4月11日的Nature期刊上,论文标题为CD22blockaderestoreshomeostaticmicroglialphagocytosisinageingbrains。论文通讯作者为斯坦福大学医学院神经学与神经科学教授TonyWyss-Coray博士。论文第一作者为斯坦福大学医学院的博士生JohnPluvinage。

新濠国际,此外,考虑到抗体可能在所有类型的组织和实验条件下起作用,商业供应商也很难保证抗体的可靠性,加州圣迭戈索尔克研究所神经学家Paul Sawchenko警告说。“除非你非常幸运,此前有人曾在同样的实验条件下在同一个物种系列的同一个组织中进行过具体的研究,否则你应该自己动手检验抗体的可靠性。”

在一项平行实验中,这些研究人员确定了在这大约3000个基因中,哪些基因在来自年轻小鼠海马体的小胶质细胞中的活性比要比年老小鼠更高或更低。

挪威奥斯陆大学医院蛋白质组学研究专家Fridtjof Lund-Johansen正在研究一种雄心勃勃的微球分析技术,可以迅速检测上千种抗体。该计划是把细胞蛋白分成不同的片段,然后利用两种不同方法对每个片段作出描述。这些质谱数据可以作为含有抗体的实验结果的参考。Lund-Johansen坦言,把这一想法变成严谨的文章需要花费大量精力。“这非常雄心勃勃。这个想法可能听起来有些疯狂,但这是唯一的通道。”其他科学家也对这种方法抱有兴趣,但是却很好奇它是否可以利用普通技术预测抗体表现情况。

Pluvinage说,小胶质细胞是小鼠大脑中唯一真正表达CD22蛋白的细胞,因此这种差异可能是由于CD22阻断抗体对小胶质细胞的影响。

《中国科学报》 (2015-12-17 第3版 国际)

Wyss-Coray多年来一直致力于研究是什么原因导致大脑随着年龄的增长而失去敏锐性。他的研究重点之一是一种称为小胶质细胞的脑细胞,它既是大脑的免疫细胞,又是大脑的垃圾清理细胞。在小胶质细胞保持大脑健康的众多不同功能中,有一种功能是清除在正常代谢活动过程中累积的细胞碎片和蛋白沉积物。

这样的规范应该采取广义的形式。“我们不是在讨论好的和坏的抗体,而是那些可以在具体的文章和具体的背景中发挥作用的抗体。”Uhlén说。评估种类可能包括基因敲降和敲除方法,以此验证抗体是否结合,甚至是在目标蛋白不存在的情况下。另一种方法是利用荧光标记标准目标蛋白,以此揭示抗体是否和未标记的蛋白结合。第三种方法是利用一个具有明确特征的抗体对比另一种新抗体。最终,研究人员可以利用这种抗体及其结合对象,分析预期蛋白片段的分子结合。

一般而言,小胶质细胞的垃圾收集性能在衰老的大脑中下降了。为什么会发生这种情况,以及存在缺陷的垃圾清理功能在多大程度上导致了与年龄相关的认知损失,目前还不清楚。Wyss-Coray说,但是,无论如何,小胶质细胞的不良表现在神经退行性变中起着一定的作用,这是一个好的苗头。

Edwards表示,当前最棘手的挑战并不是抗体有多难分辨,而是劝说细胞生物学家在彻底评估完毕之后再去使用抗体。他怀疑,如果资助者和出版商不强迫解决这一问题,科学家可能会置之不理。“现在,我们的市场管理仍很混乱,供应商在出售产品时不需要任何质量保证。”换言之,他说,如果研究人员在选择试剂方面花费更大精力,那么才会有相应的指导方针、数据描述和尽职尽责的供应商。

这些研究人员挑选了大约3000个编码蛋白的基因,他们挑选的标准是这些基因已被药物靶向,或者已经成为药物开发的靶点。他们一次一个地阻断每个基因编码蛋白的能力。目的是了解每次阻断如何影响体外培养的小鼠小胶质细胞摄取荧光标记乳胶小颗粒的能力。

与此同时,这些抗体同样也是不可靠的试剂,相关发现让人警醒。瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院蛋白质研究员Mathias Uhlén说,科研抗体领域存在的问题已经积久成疾,现在改变的时机已经成熟。“科学界非常希望能够解决这个问题。”

他说,许多基因的高风险变体近期已被发现与阿尔茨海默病有关,而且人们已知这些基因仅在大脑的小胶质细胞中是有活性的。小胶质细胞基因的激活模式在阿尔茨海默病患者和其他神经退行性疾病中都是异常的。我们认为我们可能已经找到了一种方法,让这些细胞重新回到正轨,让它们像我们年轻时一样发挥功能。

一只老鼠最先引起Clifford Saper的警觉,让他认识到抗体在误导科学界。Saper从1994年~2011年担任《比较神经学期刊》主编,他曾处理过数十篇科学家利用抗体标记神经递质及其受体位点的论文。

Wyss-Coray及其同事们发现,48小时后,他们注射到小鼠海马体中的髓磷脂片段在注射CD22阻断抗体的大脑一侧的海马体中要比在注射哑抗体的大脑另一侧的海马体中少得多。

由此,信息开始逐渐积累。目前已出现20多家网络门户帮助研究人员选择抗体。一些用户会评论抗体的表现,并提供对比方法。一家科学出版社F1000设立的抗体验证通道,可以让研究人员公开他们的往来账目,甚至可以要求同行评议。Biocompare网站则雇佣了一名编辑,其主要职责是和研究界沟通并请他们写评论。

随后,这些研究人员将暴露时间从48小时延长到整整一个月。他们重新配置了他们的注射技术,在此暴露期间在大脑两侧提供连续的CD22阻断抗体输注。除了获得大量的与早期研究结果一致的研究结果外,Wyss-Coray团队观察到接受这些输注的小鼠在两种不同的通常用于评估它们的认知能力的学习和记忆测试中的表现优于同龄的对照小鼠。

今天,生物医学研究者如果仍然收集抗体故事,可能会发现它们比乡村音乐唱片里传出的悲歌更多。最常见的抱怨是这种试剂的欺骗性:这种买来用于检测X蛋白的抗体,却偷偷地和Y蛋白结合(甚至可能完全忽视X蛋白)。另一个抱怨是“丢失的珍宝”:当一批新抗体没能复制出此前的发现时,一轮具有良好前景的实验最终被迫停止或陷于泥沼之中。

Wyss-Coray说,这些小鼠变聪明了。阻断它们的小胶质细胞表面上的CD22让它们的认知功能恢复到年轻小鼠的水平。CD22是我们认为可用于治疗神经退行性疾病的新靶点。

了解其他研究人员的工作可以事半功倍,但是描述真正使用了哪种具体试剂的抗体试验文章却远不足一半。即便作者的文章包含产品样本号,但是公司也有可能不再继续生产抑或是已经出售了生产线,使其很难跟踪,加州大学圣迭戈分校信息学家Anita Bandrowski这样指出。Bandrowski是NIH资助的一项资源验证计划的项目负责人,该计划包括多个学术合作者,旨在创建独特的抗体标识符,同时劝说数十家期刊请作者提供他们使用的抗体的具体名称。

令人吃惊的是,当这些研究人员比较这两项实验的结果时,他们发现只有一个基因影响了小胶质细胞的吞噬作用,并且它在小胶质细胞中的活性随着年龄的增长而显著增加。相比于年轻的小胶质细胞,较老的小胶质细胞产生了这个基因的更多的拷贝,并且敲除它的功能极大地改善了小胶质细胞的吞噬作用。

一些研究人员正在研究直接对比抗体的机制。加拿大多伦多大学国际结构基因组学联盟主任Aled Edwards和同事利用质谱分析法,探测及对比了1000多种通过抗体免疫沉淀反应被摘取下来的组蛋白,此次合作研究集合了5家相关实验室,花费了4时间,斥资300万美元,而且还不包括实物捐赠。最终,研究团队建立了一套程序,用来评估抗体的质量以及分享其表现信息。

与这些抗体一起,这些研究人员还注射了荧光标记的髓磷脂片段。髓磷脂覆盖着许多神经细胞,为它们提供绝缘。但是,髓鞘碎片在衰老的大脑中积聚,并且已经证实破坏了小胶质细胞清除这种碎片的能力。

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