具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1 抗牛支原体的单克隆抗体的制备及其特性检测
1 实验材料
1.1 细胞、菌株、基因组、实验动物
SP2/0骨髓瘤细胞由本实验室保存;大肠杆菌感受态细胞DH5α和BL21、牛支原体Hubei-1分离株、牛支原体内蒙分离株、牛支原体广西分离株、牛支原体吉林分离株、丝状支原体丝状亚种SC标准株PG1、丝状支原体丝状亚种LC型标准株Y-goat、山羊支原体山羊肺炎亚种分离株87001、无乳支原体标准株PG2、绵羊肺炎支原体标准株Y-98由本实验室保存;6周龄SPF级雌性Balb/c小鼠购自中国农业科学院哈尔滨兽医研究所实验动物中心,具有合格证。
1.2 工具酶及其他试剂(盒)
FBS购自GIBCO公司;卡那青霉素、购自宏博生物技术有限公司,HT、HAT(50x)培养基冻干粉、弗氏完全佐剂和弗氏不完全佐剂、二甲基亚飒、双抗(青霉素一链霉素)溶液购自Sigma公司;山羊抗鼠IgG-HRP、聚乙二醇50%(MW:1450)购自Sigma;DMEM基本培养基购自哈尔滨动物生物制品国家工程研究中心有限公司。
1.3 牛支原体液体培养基配制
PPLO肉汤21g,灭活马血清200mL,新鲜酵母浸出液100mL,0.5g/mL的葡萄糖2mL,0.5g/mL的丙酮酸钠8mL,0.5%酚红3.2mL,用去离子水补足到1000mL,调节pH至7.4~7.6,经0.22μm滤膜过滤除菌分装,4℃保存备用。对于初代分离需加入青霉素100U/mL,醋酸铊终浓度为0.01%。加1%的琼脂糖制成固体培养基待用。
1.4 血清样品牛传染性胸膜肺炎(CBPP)阳性血清PS2、口蹄疫(FMD)阳性血清、牛结核分枝杆菌(MB)阳性血清、牛病毒性腹泻(BVDV)阳性血清、牛传染性鼻气管炎(IBRV)阳性血清各1份,牛支原体临床阳性血清20份,健康牛血清20份,以上血清均保存于中国农业科学院哈尔滨兽医研究所动物细菌病研究室支原体课题组。
2 方法
2.1 抗原的制备
牛支原体Hubei-1株按1%(v/v)比例接种于500mL牛支原体液体培养基,37℃培养36h收获,菌数应达到109CCU/ml以上。13000g离心30min收获支原体菌体沉淀。将牛支原体菌体沉淀用相当于原体积1/10的PBS重悬后,再13000g离心30min收获支原体菌体沉淀,即洗涤,洗涤3次后,冰浴超声破碎,功率为150w,有效时间为5min。再12000g离心20min收获支原体菌体破碎裂解物,用BCA蛋白定量试剂盒测总蛋白浓度。定量分装后保存于-70℃。
2.2 单抗的制备
2.2.1 动物的免疫
6周龄的SPF级雌性BALB/C小鼠,首免,背部皮下注射弗氏完全佐剂乳化的抗原100μg/只;2周后,用不完全弗氏佐剂乳化的抗原,背部皮下注射100μg/只,二免后14d再用不完全弗氏佐剂乳化的抗原同样计量加强免疫一次,三免14天后,通过断尾采取免疫鼠血液,分离血清,通过间接ELISA的方法测定小鼠血清抗体效价。在融合前三天通过腹腔注射进行加强免疫。
2.2.2 骨髓瘤细胞的复苏
从液氮罐中取出冻存的SP2/0骨髓瘤细胞,迅速放入37℃水浴锅中快速晃动至完全融化;在1000r/min离心3min;吸弃上清,用完全DMEM细胞培养基(含20%FBS)将细胞沉淀吹散悬浮后加入有适量生长液的细胞培养瓶中,置5%CO237℃培养箱培养;培养3-5d后进行细胞传代,扩大培养。融合前一夜,更换培养液。
2.2.3 细胞融合
(1)制备饲养细胞
取一只未免疫的BALB/C小鼠,眼眶放血,收集血清,即为阴性血清。腹部向上,固定四肢后,先撕开皮肤,露出腹膜,在腹膜上剪一小口(在腹部中央),然后用吸管2-3mL(视老鼠大小而定)DMEM基础液注入小鼠腹腔,吹吸几次后将液体吸出放于50mL离心管中,再重复一次,此为腹腔巨噬细胞。用DMEM基础液清洗腹腔巨噬细胞2次,用含FBS10%的完全培养基重新悬起,调整细胞数量为105个/mL,铺于96孔细胞培养板中,每孔100μl。
(2)制备免疫脾细胞
取已加强免疫的BALB/C小鼠一只,眼眶放血处死(收集血清,即为阳性血清),在75%酒精中浸泡5min消毒。腹部向下,固定四肢后,用镊子夹住下腹部皮肤,剪一小口,撕开皮肤露出腹膜,换一套镊子和剪刀,剪开腹膜,暴露出脾脏,再换一套器械,用镊子夹住脾脏,用剪刀去掉粘连细胞的脂肪组织,剪破脾脏外膜,放入灭菌的匀浆器中。加5mL DMEM基础液于匀浆器中,轻轻研磨,挤压出脾细胞,补加10mL DMEM基础液,静置2min,吸取上层细胞悬液于一无菌的50mL离心管,再补加10mL DMEM基础液于匀浆器中,同上重复2次。1000r/min离心10min,弃去上清,细胞重悬后计数。
(3)SP2/0细胞骨髓瘤细胞的准备
弃掉培养瓶中的培养液,用DMEM基础液将骨髓瘤细胞吹打下来。用DMEM基础液洗涤2次后,重悬计数。
(4)细胞融合
将SP2/0细胞与免疫脾细胞按照1:5~1:10比例加入到50mL离心管中,混合均匀后1000r/min,离心8min。弃净上清,轻轻敲击管底,使细胞沉淀略加松动,便于PEG充分的作用细胞。将装有细胞混合物的离心管放于37℃水浴中。然后在1min内慢慢滴入预温至37℃的50%PEG 1mL,边加边轻轻用吸管尖搅拌。继续搅拌30s,静置30s。然后慢慢加入37℃预温的DMEM基础液10mL。具体方法为:第一分钟逐滴滴入1mL,第二分钟加2mL,第三至第四分钟加3mL,第5分钟加其余的6mL,每次加时需缓慢加入,并不断轻轻地搅拌。最后缓慢加入30mLDMEM基础液。1000r/min离心7min,弃取上清,于37℃放置5-8min。用含20%FBS的HAT完全培养基轻柔重悬融合后的混合细胞,铺于96孔细胞培养板中,约100μL/孔。于37℃,5%CO2培养箱中培养。分别在融合后第3、6天吸去100μL/孔培养基,加入100μL/孔,即半换液。培养至第9、12天用含20%FBS的HT完全培养基半换液培养。
2.2.4 间接ELISA方法筛选阳性克隆
2.2.4.1 筛选方法的建立
采用方阵滴定法确定抗原的最佳包被浓度。用样品包被液(0.5M碳酸盐包被液)将纯化的抗原按照0.25μg/mL、0.5μg/mL、0.75μg/mL、1.0μg/mL进行稀释,将稀释好的不同浓度的抗原纵向加入到96孔酶标板中,100μL/孔,37℃2h。用PBST洗板3次,每次将孔内液体弃净。用含5%(sigma)鱼明胶的PBST封闭,37℃ 2h。以免疫鼠血清作为阳性对照血清,空白鼠血清作为阴性对照血清,将血清按照1:500、1:1000、1:2000、1:4000、1:8000进行稀释,100μL/孔,横向加入酶标板中,37℃ 1h。洗涤后,加入1:5000稀释的羊抗鼠IgG一HRP(sigma),100μL/孔,37℃ 1h。然后100μL/孔,加入TMB底物显色液,显色10min,以终止液终止反应。在450nm波长下,用酶标仪读取其吸光值(OD值450)。选择OD值接近于1.0,P/N值接近最大的孔所对应的抗原稀释浓度作为抗原的最佳包被浓度。
2.2.4.2 阳性克隆的筛选
(1)以确定好的抗原的最佳包被浓度用包被液稀释抗原,100μL/孔,加入酶标板中,37℃孵育2h;
(2)用PBST洗涤3次,室温静置3min/次,每次弃净空中液体;用含5%鱼明胶的pBST封闭,100μL/孔,37℃孵育2h;
(3)用PBST洗涤3次,室温静置3min/次,每次弃净空中液体;加入按比例稀释好的待检样品,100μL/孔,37℃孵育1h;
(4)用PBST洗涤3次,室温静置3min/次,每次弃净空中液体;加入1:5000稀释的羊抗鼠IgG一HRP(Sigma)100μL/孔,37℃孵育1h;
(5)用PBST洗涤3次,室温静置3min/次,每次弃净空中液体;加入TMB底物液,100μL/孔,避光显色10min。
(6)加入终止液50μL/孔。
(7)在450nm波长下,用酶标仪读取其吸光值。
2.2.5 阳性杂交瘤细胞的克隆
采用有限稀释法克隆阳性杂交瘤细胞。克隆前按照饲养细胞的制备方法制备小鼠饲养细胞层,饲养细胞用含20%FBS的完全培养基悬浮后平铺于96孔细胞培养板中,细胞浓度为105个/mL,100μL/孔。将细胞用培养基稀释到3个细胞/mL、5个细胞/mL、10个细胞/mL。将这三个浓度的细胞悬液分别加入96孔细胞培养板中,100μL/孔,使相应的每孔分别含0.3、0.5和1个细胞。放置37℃,5%CO2培养箱中培养。分别在培养至第3、6、9天,半换液更新孔内培养基。在克隆后第7~9天,细胞克隆长满1/3~1/2个视野时,即可检测。如检出的杂交瘤细胞生长孔有特异性抗体,可选择抗体效价高,呈单个克隆生长,形态良好的细胞孔,继续同法再克隆或扩大培养,一般克隆3~4轮,直到该杂交瘤细胞株完全稳定后,扩大培养到24孔细胞培养板。待24孔细胞培养板中的细胞生长良好时,可通过腹腔注射接种小鼠的方法制备腹水,并做好标记,冻存4支以上的细胞。
2.2.6 单克隆抗体的大量制备
采用体内制备方案,即:预刺激BALB/C小鼠和杂交瘤细胞的腹腔注射的方法。操作过程如下:取8~10周龄的雌性BALB/C小鼠,腹腔注射灭菌的液体石蜡0.5mL/只,7~10天后腹腔注射杂交瘤细胞5x105~106/只(或者一个24孔细胞板的细胞一长满后,收集细胞注射即可)。一般在9~15天后即可产生大量的腹水。抽取腹水后,离心取中间层,测定效价,并冻存细胞。
2.3 单抗的鉴定
2.3.1 单抗亚类鉴定
采用抗体类型及亚类鉴定试剂盒SBA Clonotyping System/AP(SouthernBiotechnology Associates,USA),检测单抗类型。
(1)准备ABTS底物贮存液:1mL去离子水溶解15mgABTS,避光储存于2-8℃(4周)
(2)用pH7.4的PBS稀释捕获抗体浓缩物至5-10ug/mL,每孔100ul加入ELISA板(也可用免疫用的抗原包被)
(3)把板子放入湿盒孵化,2-8℃至少包被12小时
(4)用PBST洗板3次,每孔加满封闭液(含1%牛血清白蛋白的PBS)
(5)将板子放入室温至少封闭1小时
(6)PBST洗板3次
(7)每孔加入100ul杂交瘤上清,盖好,室温缓慢震荡1h或在2-8℃孵育过夜
(8)PBST洗板3次
(9)用封闭液1:250-1:500稀释HRP标记的抗体,每孔100ul,盖好,室温缓慢震荡1小时
(10)PBST洗板5次
(11)55mM柠檬酸盐:将525mg柠檬酸或804mg柠檬酸钠·2H2O溶于50mL双蒸水,用3M NaOH调节pH为4.0。10mL 55mM柠檬酸盐加入200ul ABTS贮存液和10ul 30%的双氧水。
(12)每孔加100ul上述底物溶液
(13)分别在显色10min和20min 405nm读OD并记录数据。
2.3.2 单克隆抗体(腹水)效价的测定
按照建立的间接酶联免疫吸附试验(ELISA)方法测定单克隆抗体(腹水)的效价。首先,按照最佳包被浓度包被蛋白,封闭洗涤后,将收集的腹水按照100、10-1、10-2、10-3、10-4、10-5及10-6做连续稀释,一般做6个稀释度。并以骨髓瘤细胞SP2/0的培养上清按照同样稀释办法稀释作为阴性对照,按照2.2.4.1确定的ELISA方法进行检测。
2.3.3 单抗Western Blotting验证
取2.1制备的牛支原体沉淀的超声裂解物40μl与2×SDS凝胶电泳上样缓冲液和10μl 1mol/L DTT混匀,置于沸水浴中加热10min。离心10000r/min,1min。取5ul处理后的样品进行SDS凝胶电泳。电泳结束后,采用半干法转膜将蛋白转到硝酸纤维素膜上。用PBST洗三遍,每次10min。用5%鱼明胶封闭2h。用PBS将小鼠腹水做1:500倍稀释,将封闭后的硝酸纤维素膜侵入到稀释后的小鼠腹水中,孵育1h。PBST洗三遍同上。用PBS将羊抗鼠IgG-HRP(Sigma)按1:5000进行稀释,用该液体在37℃孵育硝酸纤维素膜1h。PBST洗三遍同上。用DAB显色液显色后观察。
2.3.4 单抗的特异性检验
应用Western Blotting检测所制备的单克隆抗体针对不同支原体菌株的特异性。选取的测试菌株有:牛支原体Hubei-1分离株、牛支原体内蒙分离株、牛支原体广西分离株、牛支原体吉林分离株、丝状支原体丝状亚种SC标准株PG1、丝状支原体丝状亚种LC型标准株Y-goat、山羊支原体山羊肺炎亚种分离株87001、无乳支原体标准株PG2、绵羊肺炎支原体标准株Y-98。用1.5mL离心管称取0.03~0.04g各株支原体培养物沉淀,按照2.3.3方法进行检测。
2.4 间接阻断ELISA方法的建立
2.4.1 间接阻断ELISA方法的程序
用60mmol/L CBS将ELISA抗原稀释成0.2μg/孔,以每孔100μL的量加入酶标板中,4℃静置过夜;甩去板中的液体,用含0.05%Tween-20的PBS(PBST,pH7.2)洗板3次,加入封闭液(含2.5%脱脂奶粉的PBST),每孔200μL,37℃作用1h;甩去液体、洗板,加入被检的牛血清,每孔100μL,37℃作用45min;甩去液体、洗板,加入单抗PD10,每孔100μL,37℃作用45min;甩去液体、洗板,加入HRP标记的羊抗猪二抗,每孔100μL,37℃作用45min;甩去液体、洗板,加入TMB,每孔100μL,室温作用15min;加入1mol/L H2SO4 50μL终止反应,测定OD450nm值。
2.4.2 条件优化
将牛支原体牛阳性血清从10倍开始倍比稀释加入到包被好抗原的酶标板中,100μL/孔,37℃,1h;将单抗从500倍稀释,100μL/孔,37℃,1h;加入40000倍稀释羊抗鼠IgG-HRP(Sigma),100μL/孔,37℃,1h;终止并显色;读取OD450值;计算待检血清对单抗的阻断率(%阻断率=100-100×被检血清OD值/阴性对照平均OD值)。取阴性对照值接近1.0,且阻断率最大的反应条件为最佳反应条件。
2.4.3 特异性检测用建立好的间接阻断ELISA方法检测一下血清样品:牛传染性胸膜肺炎(CBPP)阳性血清PS2、口蹄疫(FMD)阳性血清、牛结核分枝杆菌(MB)阳性血清、牛病毒性腹泻(BVDV)阳性血清、牛传染性鼻气管炎(IBRV)阳性血清各1份。阻断率≥50%的临床样品判定为阳性,阻断率<50%的临床样品判定为阴性。
2.4.4 临床样品检测用建立好的间接阻断ELISA方法检测一下血清样品:牛支原体临床阳性血清20份,健康牛血清20份。阻断率≥50%的临床样品判定为阳性,阻断率<50%的临床样品判定为阴性。
3 结果
3.1 杂交瘤细胞株的筛选
3.1.1 细胞融合
细胞融合后第3-6天,部分孔出现明显细胞群落,第9天细胞在培养板孔底覆盖到1/10~1/3的面积。融合后的细胞形态如图1所示。
3.1.2 阳性克隆的筛选
用间接ELISA方法对各孔培养上清进行筛选。经筛选并克隆后得到1株能够稳定分泌抗牛支原体单克隆抗体的杂交瘤细胞株,命名为3G11,分类命名为骨髓瘤杂交瘤细胞株,其菌种保藏编号为CGMCC No.7060,保藏时间为2013年1月16日,保藏单位是中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是:北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所。
3.2 单抗的制备
3.2.1 间接ELISA方法的建立
采用方阵滴定法确定抗原的最佳包被浓度。ELISA方法的最佳反应条件为:抗原包被浓度为0.5μg/mL,37℃,孵育2h;用PBST洗板3遍;用含5%(sigma)鱼明胶的PBST封闭,37℃ 2h;阳性对照血清稀释倍数为1:1000,37℃ 1h;用PBST洗板3遍,加入1:5000稀释的羊抗鼠IgG一HRP(sigma),100μL/孔,37℃孵育1h。然后100μL/孔,加入TMB底物显色液,显色10min,以终止液终止反应。在450nm波长下,用酶标仪读取其吸光值(OD450值),ELISA检测结果如表1所示。
表1 间接ELISA方法建立结果
3.2.2 免疫小鼠血清抗体效价
经3免后,小鼠血清效价均达到104以上。
3.3 单抗的鉴定
3.3.1 腹水效价的测定
通过间接ELISA方法检测,3G11抗体效价可达105。
3.3.2 3G11抗体的Western Blotting验证
Western Blotting结果如图2所示。从图中可以看出,本发明的3G11抗体能够与牛支原体Hubei-1株抗原发生免疫反应。
3.3.3 抗体亚型鉴定
采用抗体类型及亚类鉴定试剂盒SBA Clonotyping System/AP(SouthernBiotechnology Associates,USA),检测单抗类型,实验结果表明该细胞株产生的单克隆抗体为IgG3,轻链类型为λ。
3.3.4 单抗的特异性检验
通过用单克隆抗体与不同支原体菌株菌体蛋白反应,Western Blotting结果表明,3G11只与牛支原体内蒙分离株、牛支原体广西分离株、牛支原体吉林分离株发生免疫反应,而不与丝状支原体丝状亚种SC标准株PG1、丝状支原体丝状亚种LC型标准株Y-goat、山羊支原体山羊肺炎亚种分离株87001、无乳支原体标准株PG2、绵羊肺炎支原体标准株Y-98反应。实验结果说明,该株抗牛支原体单克隆抗体具有良好的特异性。Western Blotting检测结果如图3和图4所示。
3.4 应用单抗建立间接阻断ELISA方法
3.4.1 条件优化结果
将牛支原体牛阳性血清从10倍开始倍比稀释加入到包被好抗原的酶标板中,100μL/孔,37℃,1h;将单抗从500倍稀释,100μL/孔,37℃,1h;加入40000倍稀释羊抗鼠IgG-HRP(Sigma),100μL/孔,37℃,1h;终止并显色;读取OD450值;计算待检血清对单抗的阻断率(%阻断率=100-100×被检血清OD值/阴性对照平均OD值),结果如表2所示。取阴性对照值接近1.0,且阻断率最大的反应条件为最佳反应条件。结果表明,最佳反应条件为:待检血清1:20倍稀释,单抗稀释倍数为1:1000。
表2
3.4.2 特异性检测用建立好的间接阻断ELISA方法检测以下血清样品:
牛传染性胸膜肺炎(CBPP)阳性血清PS2、口蹄疫(FMD)阳性血清、牛结核分枝杆菌(MB)阳性血清、牛病毒性腹泻(BVDV)阳性血清、牛传染性鼻气管炎(IBRV)阳性血清各1份,检测结果均为阴性。结果见下表3所示。
表3
3.4.3 临床样品检测用建立好的间接阻断ELISA方法检测以下血清样品:
牛支原体临床阳性血清20份,健康牛血清20份。阻断率≥50%的临床样品判定为阳性,阻断率<50%的临床样品判定为阴性。结果表明,牛支原体临床阳性血清20份的检测结果均为阳性,健康牛血清20份的检测结果均为阴性,结果如表4所示。
表4
4 结论
本发明获得了特异性良好的抗牛支原体单克隆抗体。建立了间接阻断ELISA检测方法,具体工作浓度为:待检血清1:20倍稀释,单抗稀释倍数为1:1000。具有良好的特异性及敏感性,适用于牛支原体抗体的检测,为该病的防控提供了一种有效的方法。