猫松弛素单克隆抗体研制和特异性等参数
一、猫松弛素(Feline Relaxin)与检测背景
猫松弛素是母猫妊娠期间由卵巢黄体、胎盘等组织分泌的肽类激素,属于胰岛素超家族。其检测在以下场景具有重要意义:
宠物临床诊断:
早期妊娠检测(配种后 18-25 天即可检出,比超声更早);
流产或难产监测(松弛素水平异常提示黄体功能不足);
假孕与子宫蓄脓鉴别(假孕时松弛素升高,而子宫蓄脓时通常正常)。
动物繁殖研究:
猫科动物(如珍稀猫科动物)繁殖管理,辅助人工授精与种群保护;
松弛素受体与信号通路研究。
二、猫松弛素单克隆抗体(FR-McAb)的研制流程
1. 猫松弛素抗原制备
天然松弛素提取(难度高):
猫松弛素为二聚体(A 链 + B 链,含二硫键),提取时需维持其天然构象;
天然来源稀缺,仅适用于科研级制备。
从妊娠母猫黄体或胎盘组织中通过层析法(如反相 HPLC)分离,需注意:
重组松弛素表达(首选方案):
大肠杆菌 BL21 (DE3) 诱导表达,超声破碎后通过 Ni-NTA 亲和层析纯化重组蛋白;
体外复性:通过氧化还原体系(如 GSH/GSSG)重构二硫键,形成具有天然构象的松弛素二聚体;
纯度验证:SDS-PAGE 检测纯度≥95%,质谱鉴定氨基酸序列正确。
基因克隆:从猫胎盘 cDNA 中克隆松弛素前体基因(含信号肽、A 链、B 链及中间肽),优化密码子后插入表达载体(如 pET-28a);
原核表达与纯化:
2. 单克隆抗体的制备与筛选
动物免疫策略:
抗原设计:使用重组猫松弛素(50 μg / 只)与弗氏完全佐剂乳化,免疫 6-8 周龄 Balb/c 小鼠,共免疫 3-4 次(间隔 2 周),末次免疫后 3 天取脾细胞;
增强免疫原性:若重组蛋白免疫原性弱,可将松弛素 B 链 N 端肽段(如含独特表位的 10-15 个氨基酸)与 KLH(钥孔血蓝蛋白)偶联后免疫。
杂交瘤细胞构建与筛选:
脾细胞与 SP2/0 骨髓瘤细胞融合,HAT 培养基筛选,通过 3 轮筛选获得阳性克隆:
间接 ELISA 初筛:以重组松弛素(1 μg/mL)包被,筛选 OD 值>2.0 的细胞株;
竞争 ELISA 复筛:检测抗体与天然松弛素的结合能力,排除仅识别重组蛋白标签的克隆;
亚型与亲和力鉴定:通过 ELISA 检测抗体亚型(如 IgG1),SPR 测定亲和力常数(KD≤10⁻⁹ M)。
3. 检验试剂的构建(以双抗体夹心 ELISA 为例)
试剂组成:
包被抗体(捕获抗体):选择识别松弛素 B 链 C 端表位的 McAb(如克隆 A),包被浓度 5 μg/mL;
检测抗体(标记抗体):选择识别 A 链 N 端表位的 McAb(如克隆 B),HRP 标记后工作浓度 1:5000;
标准品:重组猫松弛素(0.1-50 ng/mL),用猫血清基质稀释以减少基质效应;
样本处理液:含蛋白酶抑制剂(如 PMSF),避免松弛素降解。
三、特异性参数与验证
1. 抗体对猫松弛素的特异性识别
交叉反应率(CRR)检测:
干扰蛋白 / 激素
允许交叉反应率
验证方法
人 / 犬松弛素 <1% ELISA 竞争抑制试验
猫胰岛素 / IGF-1 <0.5% 相同浓度下的结合率检测
猫其他妊娠相关激素(如孕酮) <0.1% 抗体 - 激素结合阻断实验
表位特异性验证:
通过合成松弛素 A 链、B 链及关键肽段(如 B 链第 30-45 位氨基酸),确定抗体识别的功能表位,要求双抗体识别不同表位(如包被抗体识别 B 链,检测抗体识别 A 链),避免夹心检测时空间位阻。
2. 试剂在复杂样本中的特异性
基质干扰测试:
血清样本:添加 10 ng/mL 松弛素,回收率应在 85%-115%;
含高浓度蛋白的样本(如乳汁):需验证稀释 20 倍后检测值与实际值偏差<10%。
在猫血清、血浆、子宫分泌物中添加松弛素标准品,检测回收率:
物种特异性验证:
检测犬、兔、人等物种的血清,确保抗体与非猫科动物松弛素无交叉反应(OD 值<0.1,即阴性)。
四、灵敏参数与性能指标
1. 灵敏度(检测限与定量限)
ELISA 检测:
最低检测限(LOD):≤0.2 ng/mL(3 倍信噪比,S/N≥3);
定量下限(LLOQ):≤0.5 ng/mL,定量范围 0.5-50 ng/mL,适用于妊娠早期(正常妊娠母猫血清松弛素在配种后 21 天可达 5-10 ng/mL)。
胶体金试纸条(POCT):
肉眼可见最低检测限:≤2 ng/mL,适用于现场快速筛查(15 分钟内出结果)。
2. 线性范围与精密度
线性关系:
ELISA 标准曲线:0.5-50 ng/mL,线性相关系数 R²>0.99,偏离度<8%;
钩状效应验证:高浓度样本(如 100 ng/mL)需稀释后检测,回收率应在 90%-110%。
精密度测试:
批内精密度:10 ng/mL 样本重复检测 10 次,CV<8%;
批间精密度:不同批次试剂盒检测同一样本,CV<12%。
3. 稳定性与保质期
储存条件:2-8℃避光保存,抗体工作液需分装避免反复冻融;
有效期验证:
加速试验:40℃放置 2 周,ELISA 信号衰减≤10%,试纸条显色强度无明显减弱;
实际保质期:ELISA 试剂盒≥12 个月,试纸条≥8 个月。
五、临床与应用验证
妊娠诊断准确性:
配种后 21 天,阳性检出率 95%(与超声结果一致性≥90%);
假孕猫(n=20)中,18 只松弛素<2 ng/mL,可与妊娠猫(松弛素≥5 ng/mL)有效区分。
对 100 只配种母猫检测:
疾病辅助诊断:
黄体功能不足导致的流产母猫(n=15),血清松弛素水平<3 ng/mL(正常妊娠猫≥5 ng/mL);
子宫蓄脓猫(n=30)松弛素水平均<2 ng/mL,与假孕猫(部分松弛素升高)形成差异。
六、关键技术难点与解决方案
松弛素构象依赖性表位的保留:
使用毕赤酵母(Pichia pastoris)真核表达系统,利用内质网天然折叠环境;
复性时添加分子伴侣(如 GroEL)辅助正确折叠,通过圆二色谱验证 α- 螺旋结构与天然蛋白一致(相似度≥90%)。
难点:重组松弛素复性效率低,易形成错误二硫键,导致抗体识别失败;
解决方案:
低浓度样本的干扰排除:
难点:猫血清中存在蛋白酶,可能降解松弛素;
解决方案:样本采集时添加 EDTA(10 mM)和抑肽酶(100 KIU/mL),4℃离心后 - 20℃保存,避免反复冻融。
七、未来优化方向
多指标联检试剂盒:将松弛素与孕酮、绒毛膜促性腺激素(CG)联合检测,提高妊娠诊断准确性;
微流控芯片技术:开发便携式微流控装置,实现猫血清样本 10 μL 即可完成松弛素定量,适用于临床急诊;
抗体工程优化:通过噬菌体展示技术改造鼠源 McAb 为嵌合抗体或人源化抗体,降低免疫原性,为松弛素抗体药物研发奠定基础。
猫松弛素单克隆抗体检验试剂的研制需突破重组抗原构象保真、抗体高特异性筛选等技术瓶颈。其特异性参数(交叉反应率、表位识别)和灵敏参数(检测限、线性范围)需针对猫科动物样本特性严格验证,以确保在宠物临床妊娠诊断、繁殖疾病监测中的可靠性。未来结合分子生物学与纳米技术,可进一步提升试剂的便携性与检测性能。