TWI588259B - Methods for screening antigen-specific fusion tumor cells - Google Patents
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Description
本發明係有關於單株抗體之製備，特別係指一種篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法。
按，於1975年之研究中係揭露以融合瘤製備單株抗體之技術，而該技術主要係透過將抗原多次注射至動物體內，使該動物產生免疫反應，製造出抗體，再將該動物之脾臟細胞利用聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)與骨髓瘤細胞進行融合反應。藉由骨髓瘤細胞及脾臟脾細胞之特性，如體外生存壽命、核酸生合成之能力，並且搭配HAT培養基(Hypoxanthine、Aminopterin、Thymidine)，篩選出脾臟細胞與骨髓瘤細胞融合成功之細胞，再將篩選出之融合細胞單株化，最後以酵素連結免疫吸附分析法偵測抗原之專一性。一般來說，動物藉由免疫反應產生抗體須耗時至少1個月，進行融合反應約耗時1天，以HAT培養基篩選融合細胞須耗時數週，單株化融合細胞須耗時1個月，最後偵測抗原專一性亦須1個月。
誠如眾所揭知者，單株抗體係能應用於診斷或醫療等領域上，使得其能帶來數百億以上之商機，因此，許多廠商皆致力於縮短單株抗體之製程，以期能快速地獲得有效之單株抗體。目前已有於抗原設計及免疫過程之兩步驟中進行改良，得用以縮短免疫過程所耗費之時間。惟，於篩選抗原專一性抗體之步驟上，除大型公司能透過機器人進行高通量篩
選外，仍無法大幅提昇篩選單株抗體之效率。而以機器人進行篩選之方式係須耗費大量開發成本，不僅會造成產品價格提高，更無法廣為各規模廠商使用，自對於縮短篩選時程無實際助益。
據此，開發出一種能夠快速篩選融合瘤細胞之方法乃為目前生醫產業之重要課題。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其係透過位於融合細胞表面之漿細胞表面表現分子，捕捉融合細胞所分泌之單株抗體，再以具有標定物之抗原與該融合細胞反應，當該融合細胞能夠表現該標定物時，顯示該單株抗體係與該抗原結合，而得篩選出抗原專一性之融合細胞。
本發明之另一目的係在於提供一種篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其係能大幅地縮短製備單株抗體之時程，並且，增加開發出有效之單株抗體之效率。
本發明之次一目的係在於提供一種篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其操作方式簡單，不須花費大量成本購買大型機台，因而能夠適用於各類規模之抗體製造公司。
緣是，為能達成上述目的，本發明所揭篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其係透過一漿細胞表面表現之標記，使一融合細胞所分泌之一目標抗體得結合於該融合細胞表面，再以一含有一標定物之抗原與該融合細胞反應，俾以篩選出具抗原專一性之融合細胞。
較佳地，該目標抗體與該標記間係透過至少二抗體相連結，
並且，該二抗體間係透過一連結分子相連結。
更進一步來說，該二抗體係分別為一第一抗體及一第二抗體。
該第一抗體，具有一第一結合分子，得與該連結分子相結合，一第一抗原結合點，得與位於該融合細胞細胞表面之該標記相結合，其中，又以該第一結合分子為生物素(biotin)具有較佳功效。
該第二抗體，具有一第二結合分子，得與該連結分子相結合，一第二抗原結合點，得該目標抗體相結合，其中：
其中，又以該第二結合分子為生物素具有較佳功效。
其中，又以該第二抗體與該目標抗體源自不同動物時具有較佳功效。
而該連結分子係為卵白素(Avidin)、鍊黴親和素(streptavidin)或訊號酶。
較佳地，該標定物係為螢光物、磁性物或任何一本發明所屬技術領域且具通常知識者周知得以作為篩選標定物者。
較佳地，該標記係為以CD(cluster designation)命名之分子標記，具體來說，該標記係為CD138。
(10)‧‧‧篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法
(20)‧‧‧漿細胞
(30)‧‧‧骨髓瘤細胞
(40)‧‧‧融合細胞
(41)‧‧‧漿細胞表面抗原CD138
(50)‧‧‧生物素共軛抗CD138之單株抗體
(60)‧‧‧卵白素
(70)‧‧‧生物素抗老鼠免疫球蛋白之單株抗體
(80)‧‧‧螢光抗原
第一圖係為本發明之較佳實施例之示意圖。
第二圖以流式細胞技術分析所得之FSC/SSC圖，其中，R-1為選取區域。
第三圖係為分析選取細胞中融合細胞之比例之結果。
第四圖係為分析GFP螢光強度明顯增加之細胞所佔比例之結果。
第五圖係為分析有CD-138 PE信號之細胞所佔比例之結果。
第六圖係以顯微鏡觀察細胞型態之結果。
第七圖係以螢光顯微鏡觀察細胞型態之結果。
第八圖係為本發明所揭方法之時程示意圖。
本發明係揭露一種篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其係透過位於融合細胞表面之漿細胞表面表現分子，捕捉融合細胞所分泌之單株抗體，再以具有標定物之抗原與該融合細胞反應，藉由觀察融合細胞是否表現該標定物之特性而能有效地篩選出抗原專一性之融合細胞。由於本發明所揭篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法係能夠取代習知技術中藉由酵素連結免疫吸附法偵測抗原專一性抗體之步驟，能夠達到大幅縮短單株抗體製備時程、因應市場需求之功效，並且，本發明所揭方法操作簡單、成本低廉，達到降低開發成本之功效。
本發明之說明書及申請專利範圍所述名詞，除非有另外加以定義者，皆以本發明所屬技術領域且具通常知識者所能理解之意義解釋之。
本發明所揭「融合細胞」或「融合瘤細胞」，係將兩不同種細胞以細胞融合法合併為一個細胞。於本發明中，該兩不同種細胞係分別為一經抗原免疫之脾細胞、自脾細胞分離之B細胞或漿細胞，及一瘤細胞。
本發明所揭「細胞融合法」，係透過化學方法、物理方法、生物方法將兩不同種細胞以細胞融合法結合成為一細胞，其中，化學方法為目前製備單株抗體中最常用之技術，係透過如聚乙二醇之化學試劑進行
細胞融合；物理方法係得透過如電脈衝之方式使係包容合；生物方法則得透過滅活之病毒誘導細胞進行融合。
本發明所揭「抗原免疫」，係指能製造單株抗體之第一步驟，大體來說，欲使脾細胞、自脾細胞取出之B細胞或漿細胞能夠分泌特定抗體，會藉由釋放一預定抗原至一動物體內，誘使其B細胞成熟增殖，並且能夠產生抗體，此時，該個體體內係會有該特定抗體生成；或是於體外培養細胞之過程中，給予抗原，使之進行體外免疫反應，而能分泌出抗體。
本發明所揭「瘤細胞」，亦有稱為「癌細胞」，其特徵係能於培養基中具有不斷分裂之能力，目前大多以骨髓瘤細胞進行單株抗體之製備。舉例來說，NS-1骨髓瘤細胞、SP2/0骨髓瘤細胞、P3X63Ag8.U1骨髓瘤細胞係為小白鼠BALB/c之癌細胞株；或RPMI8226骨髓瘤細胞、MC/CAR骨髓瘤細胞、IM-9骨髓瘤細胞、UC 729-6骨髓瘤細胞或LTR228骨髓瘤細胞係為人類之癌細胞株。
本發明所揭「螢光物」，係能於產生不同螢光顏色及強度者，於生物醫學領域中，多用以作為檢測、分析、判斷、診斷之標定分子。一般來說，當細胞被螢光物標定後，係以如雷射之光源照射該細胞，使其發出特定之螢光顏色及強度，再透過如流式細胞儀等儀器篩選出得以表現螢光物之細胞。
本發明所揭「磁性物」，係為磁性細胞分離系統中所使用之標定物，例如得以與抗體共價結合之磁珠。而細胞經過磁性物標記後，該細胞係留存於具有磁性之分離柱上，再藉由移除磁力，收集脫離自分離柱之細胞，達到分離、篩選細胞之目的。
以下，將茲舉本發明之一較佳實施例，並且搭配圖式做更進一步說明如后。
請參閱第一圖，本發明之較佳實施例係揭露一種篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法(10)，其包含下列步驟：
步驟101：取一經抗原免疫之漿細胞(20)與一骨髓瘤細胞(30)，以細胞融合法製備一融合細胞(40)，而該融合細胞細胞表面上係具有漿細胞表面抗原CD138(41)。
步驟102：取一生物素共軛抗CD138之單株抗體(50)、一卵白素(60)、一生物素抗老鼠免疫球蛋白之單株抗體(70)，分別依序加入含有該融合細胞(40)之環境中，進行培養。
步驟103：取一螢光抗原(80)，加入含有步驟102之該融合細胞之環境中進行反應，其中，該抗原(80)係與於步驟101中誘導漿細胞產生免疫反應者相同。
步驟104：以流式細胞儀篩選出得以表現螢光之融合細胞(40)。
藉由上述方法，由於該融合細胞(40)之細胞表面會表現漿細胞表面抗原CD138(41)，再透過添加不同抗體及化合物與該融合細胞反應(40)，該生物素共軛抗CD138之單株抗體(50)係以其抗原結合點與該表面抗原CD138(41)結合，再以該卵白素(60)與該生物素共軛抗CD138之單株抗體(50)及該生物素抗老鼠免疫球蛋白之單株抗體(70)相連結，而使該二單株抗體(50)(70)與該卵白素(60)串接形成一鍊形結構。該鍊形結構一端係與該表面抗原CD138(41)連結，另一端係得藉由該生物
素抗老鼠免疫球蛋白之單株抗體(70)之抗原結合點捕捉該融合細胞(40)所分泌之目標抗體(42)。由於該目標抗體(42)與該螢光抗原(80)間係會產生專一性結合，因此，當該鍊形結構之另端與該目標抗體(42)結合時，透過該目標抗體(42)會與該螢光抗原(80)結合，該融合細胞係能夠表現螢光，俾以能夠透過觀察該融合細胞(40)上是否表現螢光，輕易地以儀器篩選出能夠分泌抗原專一性單株抗體之融合細胞。
更進一步來說，該標定物係不以螢光物為限，而得任意以本發明所屬技術領域且具通常知識者所周知之標定物取代，如磁珠，亦能達成本發明之功效。
再者，本發明之主要特徵係在於藉由位於融合細胞細胞表面之表現分子，如抗原，使該目標抗體與該融合細胞相結合，因而，用以連結該融合細胞與該目標抗體之抗體、化合物及其兩者之組合，係能依據本發明所屬技術領域且具通常知識者之一般知識加以變化或替換，例如：得以鍊黴親和素或訊號酶取代卵白素。
為進一步說明本發明及其功用，茲舉一實例並搭配圖式進行詳細說明如后。
實例：融合反應
取GFP轉殖之NS1細胞，進行培養。於進行融合前1天，將NS1細胞進行繼代，控制隔天細胞滿度約5~6成。將培養完成之NS1細胞以1000rpm離心，倒掉上清液後，計算NS1細胞之細胞數量。
將已免疫完成之小鼠於進行融合前3天先進行免疫前增幅(prefusion boosting)。於進行融合反應當天，以異氟醚將老鼠麻醉，將摘
取脾臟下來，放入裝有5毫升無血清DMEM之6公分培養盤中，以200目鋼篩將脾臟均質。取5毫升之脾臟細胞懸浮液，將70μm篩網放在50ml離心管中，使脾臟細胞懸浮液通過70μm篩網後，以10毫升之無血清DMEM沖洗篩網，並以1000rpm離心5分鐘，倒掉上清液，加入5毫升紅血球裂解緩衝液，反應5分鐘。反應後，以35毫升之無血清DMEM稀釋紅血球裂解緩衝液，以1000rpm離心5分鐘，倒掉上清液，加入20毫升之無血清DMEM懸浮脾細胞，計算細胞數。
將NS1細胞與脾細胞以1：1~1：5的比例混合均勻，緩慢加入1~2毫升融合緩衝液(50% PEG-4000 in DMEM,serum free)，再加入7毫升無血清DMEM，以1000rpm進行離心5分鐘，倒掉上清液，加入10毫升無血清DMEM後，將細胞放入細胞培養箱中培養。
計算融合細胞之細胞數量，並從中分出部分做為控制組。將剩下之融合細胞放入離心管中，以1000rpm離心5分鐘，倒掉上清液，以1毫升DMEM-20(20% FBS、1mM Sodium pyruvate、10mM HEPES、10μg/ml gentamicin)懸浮均勻，再加入10μl抗體(Biotin-anti-mouse CD138,Avidin,Biotin-anti-mouse IgG)，於4℃下反應1小時。加入3毫升染色液(staining buffer；PBS,3% FBS，0.22μm filtered)稀釋抗體反應，以1000rpm離心5分鐘，倒掉上清液，再以1毫升DMEM-20懸浮均勻，計算細胞數，將細胞調整至5 x 105-1 x 106cells/ml之間。
將細胞懸浮液吸至6孔盤中，例如：
加入10μl PE-antigen，混合均勻。加入1毫升DMEM-20於每一個孔之中，例如：
於37℃反應2小時以上，加入3毫升染色液稀釋反應，將細胞吸入離心管中，以1000rpm進行離心5分鐘，去除上清液，再以1毫升染色劑懸浮均勻，病使細胞懸浮液通過過70μm篩網，計算細胞數。最後，以螢光活化流式細胞分選儀進行篩選。
請參閱第二至七圖，其係顯示選取區域為R-1，融合細胞佔所選取細胞之14.1%，GFP螢光強度明顯增加之細胞佔2.72%(第四圖中H-2區域之細胞)，有CD-138 PE信號之細胞佔6.12%(第五圖中H-3區域之細胞)。根據上述實例之方法係可分選出有綠色螢光蛋白表現之NS1細胞與正常小鼠脾臟細胞融合有CD138-PE染色，並且，如第八圖所示時程表可知，由本發明所揭方法係能快速篩選出分泌抗原專一性單株抗體之融合細胞。
以上，以上僅是藉由各該實施例詳細說明本發明，熟知該技術領域者於不脫離本發明精神下，而對於說明書中之實施例所做的任何簡單修改或是變化，均應為本案申請專利範圍所得涵攝者。
(10)‧‧‧篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法
(20)‧‧‧漿細胞
(30)‧‧‧骨髓瘤細胞
(40)‧‧‧融合細胞
(41)‧‧‧漿細胞表面抗原CD138
(50)‧‧‧生物素共軛抗CD138之單株抗體
(60)‧‧‧卵白素
(70)‧‧‧生物素抗老鼠免疫球蛋白之單株抗體
(80)‧‧‧螢光抗原
Claims (8)
- 一種篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其係透過一漿細胞表面表現之標記，使一融合瘤細胞所分泌之一目標抗體得與該融合瘤細胞相結合，再以一含有一標定物之抗原與該融合瘤細胞反應，俾以篩選出具抗原專一性之融合瘤細胞；其中：該目標抗體與該標記間係透過至少二抗體相連結，並且，該二抗體間係透過一連結分子相連結；而該抗體係包含有一第一抗體，具有一第一結合分子，得與該連結分子相結合，一第一抗原結合點，得與位於該融合瘤細胞之細胞表面之該標記相結合；以及一第二抗體，具有一第二結合分子，得與該連結分子相結合，一第二抗原結合點，得該目標抗體相結合；該抗原係為誘導該漿細胞產生免疫反應者。
- 依據申請專利範圍第1項所述篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其中，該第一結合分子係為生物素。
- 依據申請專利範圍第1項所述篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其中，該第二結合分子係為生物素。
- 依據申請專利範圍第1項所述篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其中，該連結分子選自由卵白素、鍊黴親和素及訊號酶所組成之群。
- 依據申請專利範圍第1項所述篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其中，該第二抗體及該目標抗體係來自於不同動物。
- 依據申請專利範圍第1項所述篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其中，該標定物係選自由螢光物及磁性物所組成之群。
- 依據申請專利範圍第1項所述篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其中，該標記係為以CD(cluster designation)命名之分子標記。
- 依據申請專利範圍第7項所述篩選具抗原專一性之融合瘤細胞之方法，其中，該標記係為CD138。
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