小鼠抗人CEA单克隆抗体及分泌该单克隆抗体的杂交瘤细胞株

摘要

一种小鼠抗人CEA单克隆抗体及分泌该单克隆抗体的杂交瘤细胞株。所述的分泌CEA单克隆抗体的杂交瘤细胞株克隆号为10E1，保藏编号为CGMCC No.6911。本发明还提供了所述杂交瘤细胞株10E1产生的单克隆抗体。该抗体包括重链可变区和轻链可变区，重链可变区氨基酸序列为SEQ ID NO：9，轻链可变区氨基酸序列为SEQ ID NO：10。本发明还提供了一种DNA分子SEQ ID NO：7，它编码重链可变区氨基酸序列SEQ ID NO：9；一种DNA分子SEQ ID NO：8，它编码轻链可变区氨基酸序列SEQ ID NO：10。该抗体可用于科研或临床免疫组化检测CEA表达。

说明书

技术领域

本发明涉及以原核表达的CEA蛋白免疫小鼠获得的分泌CEA单克隆抗体的杂交瘤细胞株10E1，属于生物工程技术领域。 

背景技术

CEA(carcino-embryonic antigen)最早从胎儿结肠癌组织中发现，是胚胎性致癌抗原，故名为“癌胚抗原”。CEA的编码基因位于19号染色体，其表达产物是相对分子质量为150kDa～300kDa的糖蛋白。研究表明CEA的组分并不单一，而是一种富含多糖的蛋白复合物，其含量45％为蛋白质，含有岩藻糖、甘露糖、半乳糖以及唾液酸等。 

CEA是由胎儿胃肠道上皮组织、胰和肝细胞所合成。胎儿早期的消化管及某些组织均含有合成CEA的能力，但孕六个月以后CEA含量逐渐减少，出生后含量极低，但在某些恶性肿瘤患者的血清中可发现其含量有异常升高。因为由细胞分泌产生的CEA进入局部体液及血液中，所以在直、结肠癌、肝癌、肾癌、乳腺癌、食管癌等肿瘤患者的血清及胸、腹水、消化液内均可能出现CEA含量异常升高的现象，肺癌患者胸水的CEA含量往往高于血清中含量。CEA轻度增加也见于某些良性消化道疾病如肠梗阻、胆道梗阻、胰腺炎、肝硬化、结肠息肉、溃疡性结肠炎以及吸烟者和老年人。 

CEA是一种常见的肿瘤相关抗原和国际上公认的肿瘤标志物，它在大多数人体内胚层来源的肿瘤中都有表达。癌胚抗原(CEA)主要存在于直、结肠癌组织，也存在于肝癌、胰腺癌、肾癌、乳腺癌、食管癌、卵巢癌等肿瘤组织中，在正常结肠组织中也有少量CEA存在。胎儿肠粘膜内，结肠癌、胃癌、肺癌、胆管癌等均可见CEA指标明显升高。 

CEA测定主要用于结肠癌、直肠癌、胃癌、胰癌、肝细胞癌、肺癌、乳癌以及甲状腺髓质癌的临床监测，同时绒毛膜癌、骨癌、前列腺癌和卵巢癌等肿瘤中亦可见CEA，但对这些肿瘤病并无早期诊断价值。原发性结肠癌、直肠癌在早期未转移时，CEA阳性率为45％～80％左右，已转移的患者其CEA的浓度和阳性检出率均升高，故CEA的测定可作为结肠癌、直肠癌转移及观察疗效的依据之一。并且CEA对肿瘤的诊断预后复发判断有意义，肿瘤患者经治疗后CEA指标会下降，若出现升高现象则表明肿瘤预后不良或复发。 

目前，国内外已经获得了多种CEA的单克隆抗体，可用于标记腺上皮来源的腺癌。但一直以来都需要表达量更多，亲和性更好，稀释度更高，具有更多优良特性的单克隆抗体。获得活性高的CEA的单克隆抗体对于肿瘤发生发展中、肿瘤的诊断治疗和预后评价临床诊断和科学研究具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高亲和性的、可用于科研或临床免疫组化检测CEA表达的小鼠抗人CEA单克隆抗体及分泌该单克隆抗体的杂交瘤细胞株。 

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了如下的技术方案： 

(1)根据CEA的基因序列(NM_004363.2)的编码框，设计一对特异引物，Trizol Reagent试剂提取人脂肪组织总RNA，将总RNA逆转录成cDNA并以cDNA为模板PCR扩增CEA基因，构建重组表达载体PET28a-CEA，转化大肠杆菌BL21感受态，IPTG诱导蛋白表达并亲和纯化蛋白作为抗原。 

(2)采用经典的细胞融合技术制备CEA单克隆抗体。亲和层析纯化抗体蛋白，SDS-PAGE测定抗体纯度，直接ELISA法测定纯化抗体的滴度。 

(3)通过免疫组织化学分析CEA单克隆抗体染色人人结肠腺癌石蜡切片。 

(4)根据抗体基因的恒定区序列合成特异性引物，PCR扩增单克隆抗体CEA重链可变区和轻链可变区，回收目的片段，克隆到pGEM-T载体中，转化大肠杆菌TGl细胞后筛选阳性克隆，抽提质粒后测序确定了单克隆抗体CEA的重链和轻链可变区序列。 

本发明提供的以原核表达的CEA蛋白为抗原、免疫小鼠获得的分泌CEA单克隆抗体的杂交瘤细胞株，名称为10E1，分类命名为小鼠抗人CEA杂交瘤细胞系，该细胞株10E1已于2012年11月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所)，保藏编号为CGMCC No.6911。 

本发明还提供了所述杂交瘤细胞株10E1，CGMCC No.6911产生的单克隆抗体。该抗体包括重链可变区和轻链可变区，重链可变区氨基酸序列为SEQ ID NO：9，轻链可变区氨基酸序列为SEQ ID NO：10。 

本发明还提供了一种DNA分子SEQ ID NO：7和DNA分子SEQ ID NO：8，DNA分子SEQ ID NO：7编码重链可变区氨基酸序列SEQ ID NO：9；DNA分子SEQ ID NO：8编码轻链可变区氨基酸序列SEQ ID NO：10。 

本发明的优点和有益效果： 

本发明应用重组人的CEA蛋白为免疫抗原，免疫Balb/c小鼠，采用经典的细胞融合技术，通过ELISA筛选，获得一株能稳定分泌抗CEA的杂交瘤细胞株，命名为10E1，亚型鉴定为IgG1，将杂交瘤细胞株扩大培养后收集上清，采用Protein A亲和层析法对CEA单抗进行纯化。SDS-PAGE结果显示，纯化后抗体纯度在95％以上；ELISA滴度测定结果显示，单抗的滴度均在1∶10000以上。人结肠腺癌石蜡切片经抗CEA抗体免疫组化染色，可于光镜下观察到细胞膜或胞浆中出现明显棕黄色颗粒，背景清晰，无非特异性着色。从实验结果上来看，本发明制备了高效价，高特异性的CEA单克隆抗体，用该抗体检测证实，其对细胞中的CEA蛋白具有高识别能力，可用于科研或临床免疫组化检测CEA表达。 

附图说明

图1SDS-PAGE分析纯化后的CEA单克隆抗体。 

图2ELISA法测定CEA单克隆抗体滴度。 

图3是免疫组织化学检测分析CEA单克隆抗体染色人结肠腺癌石蜡切片。 

具体实施方式

下述实施例中所用方法如无特别说明均为常施方法。 

实施例1：杂交瘤细胞株10E1及其产生的单克隆抗体的获得 

1、抗原制备 

(1)获得目的基因 

在该实施例中，根据CEA的基因序列(NM_004363.2)的编码框，设计1对特异引物： 

引物1：5′-AATGGATCCATGGAGTCT CCCTCGGCCC-3′(SEQ ID NO：1) 

引物2：5′-ATCCTCGAGCTATATCAGA GCAACC-3′；(SEQ ID NO：2)Trizol Reagent试剂提取人脂肪组织总RNA，将总RNA逆转录成cDNA并以cDNA为模板PCR扩增CEA基因。 

(2)构建重组表达载体 

将步骤(1)获得的PCR产物双酶切后回收，在T4DNA连接酶作用下连接入表达载体PET28a，构建重组质粒PET28a-CEA。 

(3)获得含重组表达质粒的表达菌种 

将步骤(2)获得的连接产物转化大肠杆菌BL21感受态，用含有硫酸卡那霉素的固体培养基筛选，挑取单斑，碱裂解法小量抽提质粒，双酶切初步鉴定。测序验证目的基因的插入方向及阅读框架均正确，进入下步操作。以此重组质粒DNA转化表达宿主菌的感受态细胞。 

(4)诱导表达和蛋白纯化 

将步骤(2)提取的质粒转化BL21感受态，用含有硫酸卡那霉素的固体培养基筛选，挑选单克隆至10ml含有硫酸卡那霉素的LB液体培养基中培养，37℃，220rpm培养10h，取5ml液体培养基转移至250ml的大瓶中继续培养，培养至OD值为0.8，加入0.2mM IPTG诱导表达，16℃诱导过夜，收集菌液超声，取上清用Ni-NTA琼脂糖亲和层析法纯化CEA蛋白。 

2、单抗的制备和纯化 

(1)、免疫动物 

一般选用6-8周龄雌性Balb/c小鼠，按照预先制定的免疫方案进行三次免疫注射。 

首次免疫。纯化的重组蛋白CEA(用适量生理盐水稀释)+完全弗氏佐剂，100μg/只，颈背部皮下多点注射； 

二次免疫(间隔两周)。纯化的重组蛋白CEA(用适量生理盐水稀释)+不完全弗氏 佐剂，100μg/只，颈背部皮下多点注射； 

三次免疫(间隔两周)。纯化的重组蛋白CEA(用适量生理盐水稀释)，不完全弗氏佐剂，100μg/只，颈背部皮下多点注射； 

三次免疫后7～10天采血，用建立的ELISA法检测效价，选择效价最高者用于细胞融合。 

加强免疫(融合前3天)，用纯化的重组蛋白50μg腹腔注射。3天后，取脾脏融合。 

(2)、细胞融合 

采用眼球摘除放血法处死小鼠，无菌操作取出脾脏，在平皿内挤压研磨，制备脾细胞悬液。将准备好的同系骨髓瘤细胞SP2/0与小鼠脾细胞按一定比例混合(1∶5～1∶10)，并加入促融合剂聚乙二醇。在聚乙二醇作用下，各种淋巴细胞可与骨髓瘤细胞发生融合，形成杂交瘤细胞。采用HAT选择性培养基，进行杂交瘤细胞的选择性培养和筛选。 

用ELISA方法检测杂交瘤细胞培养上清：以纯化的CEA蛋白(10μg/ml)包被酶标板，每孔100μl，4℃包板过夜。甩掉包被液，加入200μl5％的脱脂奶粉，37℃封闭1h后，洗涤3次，加杂交瘤细胞培养检测上清100μl(阴性对照为PBS100μl)，37℃孵育1小时。洗涤3遍后，加酶标记二抗(羊抗鼠IgG-HRP)，37℃孵育1小时，去掉酶标二抗，洗涤3遍，加底物显色剂50μl，室温静置5分钟，加终止液50μl。用酶标仪检测450nm波长处的OD值。OD值明显高于阴性对照2倍以上者定为阳性。最后筛选得到一株分泌性能最佳的抗CEA杂交瘤细胞株，命名为10E1，亚型鉴定为IgG1。 

将选出的阳性杂交瘤细胞株10E1克隆化培养(有限稀释法)，获得能产生高效价单克隆抗体的杂交瘤细胞克隆。将杂交瘤细胞株扩大培养，并冻存保种。所述的阳性杂交瘤细胞为抗人CEA杂交瘤细胞系10E1，该细胞系已保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.6911。 

(3)单克隆抗体的大量制备与纯化 

将步骤(2)获得的细胞株10E1接种至Balb/c小鼠腹腔，制备腹水，然后从腹水中提取抗体。 

单克隆抗体CEA的纯化：采用Protein A亲和层析法。首先制备protein A亲和柱，用PBS平衡柱子后，取抗CEA的腹水过柱，然后用PBS洗至OD值接近于零，以50mmol/LPH2.5的甘氨酸-HCl溶液(PH)洗脱，收集峰值区的洗脱液，经透析浓缩后备用。SDS-PAGE结果显示，纯化后抗体纯度在95％以上(参见图1)。 

(4)直接ELISA法测定纯化抗体的滴度 

以纯化的CEA蛋白(10μg/ml)包被酶标板，每孔100μl，4℃包板过夜。甩掉包被液，加入200μl5％的脱脂奶粉，37℃封闭1h后，洗涤3次，将纯化的抗体按1∶200，1∶400，1∶800，1∶1600，1∶3200，1∶6400，1∶12800进行稀释，以每孔100μl加入酶标板中(阴性对照为PBS100μl)，37℃孵育1小时。洗涤3遍后，加酶标记二抗(羊抗鼠IgG-HRP)，37℃孵育1小时，去掉酶标二抗，洗涤3遍，加底物显色剂50μl，室温静置5分钟，加终 止液50μl。用酶标仪检测450nm波长处的OD值。ELISA滴度测定结果显示，单抗的滴度均在1∶10000以上(参见图2)。 

实施例2：单克隆抗体免疫组化应用检测 

用CEA单抗，按常规法作病理切片，对人结肠腺癌石蜡切片进行免疫组化染色。 

具体方法为： 

(1)脱蜡 

切片依次置于二甲苯I、II、III脱蜡每次5分钟，移至无水乙醇I、II中各浸泡4分钟，移至95％酒精中浸泡4分钟，移至85％酒精中浸泡4分钟，再移至70％酒精中浸泡4分钟，流水冲洗2分钟。 

(2)抗原修复 

将已冲洗干净组织切片放入高压锅内，加入约3000ml左右的柠檬酸盐抗原修复液(pH6.0)，高火加热煮沸后调至低火保持沸腾喷气3分钟，关掉电磁炉开关，两分钟后将高压锅移至冷水中冷却，待高压锅内抗原修复液完全冷却后，打开高压锅将组织切片用流水冲洗干净移至蒸馏水中浸泡2分钟。 

(3)阻断 

3％H₂O₂中浸泡10分钟，流水冲洗蒸馏水冲洗。取出切片，擦干组织周围的水，用免疫组化笔在组织块周围画一圆圈注意圈接头要接好，防止抗体跑出圈外造成假阴性。PBS缓冲液冲洗。 

(4)滴加一抗 

甩去待测组织切片上多余的PBS，滴加一抗，其中一抗为实施例1步骤(3)制备并纯化的CEA单克隆抗体，稀释度为1∶2000。放置在孵育盒内4℃冰箱中过夜孵育约12小时。 

(5)滴加二抗 

将孵育盒从冰箱取出，恢复至室温后取出切片，用PBS洗3次，每次5分钟。滴加通用型二抗-HRP聚合物。将切片放入孵育湿盒中，盖上盖子，连孵育盒一起放入37℃恒温箱中孵育30分钟。 

(6)显色、衬染、封片 

取出切片，擦掉组织周围的多余的PBS，加入DAB显色液中显色3～5分钟，在显微镜下控制染色的强度。待强度适中后将切片置自来水中终止显色，再用流水冲洗5～10分钟，苏木素染液复染1分钟，0.5％盐酸酒精分化3秒钟，流水冲洗5～10分钟，脱水、透明、封片、镜检。 

结果判定：按照国外学者对组织中CEA的判定标准，CEA蛋白阳性反应为出现明显棕黄色颗粒，定位于细胞膜或胞浆。人结肠腺癌组织(参见图3)经抗CEA抗体免疫组化染色，可于光镜下观察到细胞膜或胞浆内出现明显棕黄色颗粒，背景清晰，无非特 异性着色，说明此CEA小鼠单克隆抗体可以特异性的应用于免疫组织化学实验。 

实施例3：单克隆抗体可变区测序 

根据抗体基因的恒定区序列合成以下引物： 

zh07  5′-GGGGATATCCACCATGGRATGSAGCTGKGTMATSCTCTT-3′(SEQ ID NO：3) 

zhr11  5′-GACHGATGGGGSTGTYGTGCTAGCTGNRGAGACDGTGA-3′(SEQ ID NO：4) 

zl01  5′-GGGGATATCCACCATGGAGACAGACACACTCCTGCTAT-3′(SEQ ID NO：5) 

zlr05  5′-GGATACAGTTGGTGCAGTCGACTTACGTTTKATTTCCARCTT-3′(SEQ ID NO：6) 

Trizol Reagent试剂分别提取5×10⁶杂交瘤细胞10E1的总RNA，将总RNA逆转录成cDNA。用zh08和zhr11为引物进行PCR扩增单克隆抗体CEA重链可变区，用zl01和zlr05为引物进行PCR扩增单克隆抗体CEA轻链可变区，PCR反应均采用热启动，反应条件：94℃5分钟；94℃45秒，60℃45秒，72℃1分10秒，30个循环；72℃7分钟。PCR产物经1％琼脂糖凝胶电泳分离后回收纯化目的片段(轻链长度391bp，重链长度420bp)。克隆到pGEM-T(Promega)载体中，转化大肠杆菌TGl细胞后在IPTGIX-gal平板上进行筛选，取白色菌斑接种于含有氨韦青霉素的LB液体培养基中扩增。筛选阳性克隆，用QIAGEN的质粒抽提试剂盒抽提质粒并进行测序，确定了单克隆抗体CEA的重链和轻链可变区序列。 

单克隆抗体CEA可变区的DNA序列和氨基酸序列： 

单克隆抗体CEA重链可变区DNA序列(5′→3′，405bp)(SEQ ID NO：7)； 

单克隆抗体CEA的轻链可变区DNA序列(5′→3′，394bp)(SEQ 1D NO：8)； 

单克隆抗体CEA重链可变区的推断氨基酸序列(133氨基酸)(SEQ ID NO：9)； 

单克隆抗体CEA轻链可变区的推断氨基酸序列(130氨基酸)(SEQ10ID NO：10)。