本发明属于纳米抗体,尤其涉及一种靶向inhα的纳米抗体及其应用。
背景技术:
1、新疆是全国四大牧区之一,不仅拥有全国面积最大的优良草场,同时也有许多优秀地方绵羊品种,是我国最大的绵羊品种基因库,但这些地方绵羊品种大多生产性能单一。新疆一直缺乏一种既能适应当地环境、生产能又很全面的优秀地方绵羊品种。哈萨克羊作为新疆主题地方绵羊品种资源,具有很强的环境适应性和较强的抗寒抗病力。在当地以早熟,耐高寒,耐粗饲,生长发育快,羔羊成活率高等优良特性深受广大农牧民青睐,是一个优良的肉用地方绵羊品种。然而,哈萨克羊就像新疆大多数肉用绵羊品种一样,虽然在良好的饲养管理条件下一部分可春秋两季发情,但总繁殖率远低于湖羊、策勒黑羊等其他优秀地方绵羊品种的繁殖率。这在一定程度上已经严重影响了农牧民养殖哈萨克羊的积极性。与其他高繁殖率绵羊品种杂交在一定程度上可提高哈萨克羊的产羔率,但杂交后导致其产肉率、抗逆性、环境适应能力明显下降。因此,探寻一种有效提高其繁殖性能的方法,对于新疆优秀肉用地方绵羊品种的保护及开发利用具有重要意义。
2、产羔率一直是影响绵羊繁殖性能的主要因素,而绵羊的产羔数取决于绵羊每次发情所排出卵子数量,这就意味着,提高繁殖率的关键是如何提高绵羊发情时的排卵数。已有的研究显示,绵羊排卵的多与少与发情时体内的促卵泡素(fsh)的表达量成正相关。而单胎动物也像多胎动物一样,具有超量排卵的生理学基础,只是,长期的自然选择使其在发情时只分泌单个卵泡发育成熟所需要的fsh和促黄体素(lh)。因此,如果通过某种方法能增加绵羊发情时的内原性fsh的分泌量,就有可能显著提高绵羊发情时的排卵数量,即可实现绵羊产羔数量的相应增加。这就需要从fsh分泌的内在调控机制入手。目前,抑制素(inhibin,inh)被认为是体内调控fsh分泌量的主要因素。该激素在雌性动物中主要由卵巢的颗粒细胞所分泌,主要的生理作用是负反馈抑制垂体fsh的分泌,已有研究表明抑制素在卵泡生长、发育、闭锁和排卵过程中起重要作用,但其具体调节机制尚不清楚。
3、抑制素最早是从牛卵泡液中分离出来,是一种大分子糖蛋白质激素,是由α亚基和β亚基两个不同的亚单位通过二硫键连接而成的异二聚体,分别是具有生物活性的抑制素a(inha)和抑制素b(inhb)。其为下丘脑-垂体-性腺轴调控系统的重要激素,与生殖内分泌有着极为密切的关系,最初因通过自分泌和旁分泌形式对垂体促卵泡素的产生和分泌具有抑制作用而得名。现有研究表明抑制素α亚基基因(inhibinα,inhα)是一个负调控动物卵泡生长发育的主效基因,并且该基因功能可能在不同物种之间具有保守性。这对于以inhα为靶基因进行家畜分子突变育种或通过其基因表达产物的主动、被动免疫途径提高绵羊繁殖效率,提供了可能性。目前,有关用抑制素免疫提高牛羊繁殖力的研究较多。其结论基本上是一致的,即抑制素免疫可部分提高动物的繁殖力。但是由于单纯的抑制素蛋白制备或抑制素单克隆抗体制备比较困难、制备工艺复杂成本高、使用也极不方便等客观原因,致使该项技术难以在生产上得到广泛的应用。
4、基因疫苗的诞生和发展,为抑制素免疫提供了新的契机。基因免疫又叫dna免疫或核酸免疫。抑制素dna免疫建立在基因免疫与抑制素常规免疫基础上,将编码抑制素抗原决定簇的外源基因以重组表达载体的形式转化入动物体内,使目的基因通过宿主细胞的转录系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生抗体并引起相应的特异性免疫应答,可以一定程度上降低体内抑制素水平,从而改善动物的排卵和精子效果。但不论是真核重组蛋白,还是原核表达产物面临的主要问题均是重组蛋白免疫原性低,免疫效果不够理想等问题,影响了其实际应用。另外,上述做法inh基因均构建在含抗性标记的质粒上,存在一定的安全隐患,在实际生产中无法大面积推广应用。而利用原核表达系统,通过构建体外原核表达载体,诱导纯化获得目的蛋白并免疫种间动物,最终获得高效价的免疫血清,即所谓的多克隆抗体。由于血清中的抗体成分较为复杂、多样,免疫效果也往往不稳定。抑制素传统单克隆抗体,制备工艺复杂、成本高,无法在生产上大面积推广。因此,探索研究制备抑制素免疫制剂的新方法和新的免疫策略已成为抑制素免疫繁殖技术的研究热点。本领域亟需提供一种能够解决当前抑制素免疫制剂因免疫原性低、稳定性弱、可溶性差、不易表达等缺点导致的无法推广使用问题的技术方案,为最终获得经济高效的绵羊抑制素免疫抑制剂奠定了基础。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种靶向inhα的纳米抗体,能够用于制备抑制素免疫抑制剂,解决当前抑制素免疫制剂因免疫原性低、稳定性弱、可溶性差、不易表达等缺点导致的无法推广使用的问题。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
3、本发明提供了一种靶向inhα的纳米抗体,所述纳米抗体为nb-4、nb-15、nb-26和nb-57中的至少一种;所述nb-4、nb-15、nb-26和nb-57的氨基酸序列分别如seq id no.1-seq id no.4所示。
4、本发明还提供了一种编码上述纳米抗体的基因,编码所述nb-4、nb-15、nb-26和nb-57纳米抗体的基因的核苷酸序列分别如seq id no.5-seq id no.8所示。
5、本发明还提供了一种能够表达上述基因的表达载体。
6、优选的,所述表达载体为pet-32a。
7、本发明还提供了一种含有上述表达载体的宿主细胞。
8、优选的,所述宿主细胞为大肠杆菌bl21(de3)。
9、本发明还提供了一种上述纳米抗体或上述基因或上述表达载体或上述宿主细胞在制备抗抑制素免疫制剂中的应用。
10、本发明还提供了一种上述纳米抗体或上述基因或上述表达载体或上述宿主细胞在提高绵羊产羔率中的应用。
11、本发明的有益效果:
12、本发明首次通过噬菌体展示技术从骆驼血清中筛选获得了4株抗inhα纳米抗体基因,对其进行原核表达载体的构建、蛋白诱导表达、纯化及鉴定得到纯化的抗inhα纳米抗体蛋白。本发明提供的纳米抗体能够靶向结合inhα,且具有高的亲和性,能够抑制抑制素的表达,以本发明纳米抗体对绵羊进行被动免疫,能够显著降低inha和inhb的水平和显著提升fsh的水平,表明本发明纳米抗体能够用于制备绵羊抑制素免疫抑制剂,有助于解决当前抑制素免疫制剂因免疫原性低、稳定性弱、可溶性差、不易表达等缺点导致的无法推广使用的问题。
13、本发明纳米抗体比起传统抗体具有分子量小、降解抗性及稳定性好、可利用原核生物表达,规模化生产成本低、产品表征容易、翻译后修饰低,均一性好和组织穿透性好,容易吸收的优点。
1.一种靶向inhα的纳米抗体,其特征在于,所述纳米抗体为nb-4、nb-15、nb-26和nb-57中的至少一种;所述nb-4、nb-15、nb-26和nb-57的氨基酸序列分别如seq id no.1-seq idno.4所示。
2.一种编码权利要求1所述纳米抗体的基因,其特征在于,编码所述nb-4、nb-15、nb-26和nb-57纳米抗体的基因的核苷酸序列分别如seq id no.5-seq id no.8所示。
3.一种能够表达权利要求2所述基因的表达载体。
4.根据权利要求3所述的表达载体,其特征在于,所述表达载体为pet-32a。
5.一种含有权利要求3或4所述表达载体的宿主细胞。
6.根据权利要求5所述的宿主细胞,其特征在于,所述宿主细胞为大肠杆菌bl21(de3)。
7.权利要求1所述纳米抗体或权利要求2所述基因或权利要求3-4任意一项所述表达载体或权利要求5-6任意一项所述宿主细胞在制备抗卵泡抑制素免疫制剂中的应用。
8.权利要求1所述纳米抗体或权利要求2所述基因或权利要求3-4任意一项所述表达载体或权利要求5-6任意一项所述宿主细胞在提高绵羊产羔率中的应用。
