什么是纳米抗体?
纳米抗体通常指来源于驼科动物重链抗体可变区的单域抗体,也称VHH。它由一个能够独立识别抗原的结构域组成,分子量约为15kDa。与完整抗体相比,VHH具有以下特点:
- 分子尺寸小:为识别部分空间受限的表位提供可能。
- 结构简单:便于表达,以及后续的亲和力优化、人源化和多特异性分子设计。
- 识别方式多样:部分VHH能识别蛋白的特定构象,可用于探索常规筛选中较难获得的结合位点。
这些特点使VHH成为开发GPCR、离子通道等多跨膜靶点的一种候选分子形式。具体分子能否结合细胞表面的靶点、是否具有预期功能,仍需通过实验验证。
为什么多跨膜靶点难开发?
多跨膜蛋白的结构和功能与膜环境密切相关。针对这类靶点开发纳米抗体,需要解决从抗原制备到候选分子验证的一系列问题。
抗原制备难
多跨膜蛋白往往表达量有限,离开细胞膜后可能失去稳定性或改变构象。仅使用胞外片段或短肽,也可能无法完整呈现目标表位。
有效表位难呈现
部分靶点暴露在细胞外的区域较小,表位还可能受到蛋白折叠状态影响。候选VHH与重组抗原结合,并不代表它一定能够识别细胞表面的靶点。
特异性筛选难
细胞和膜蛋白抗原体系中还存在其他成分。筛选时需要设置合适的阴性对照,区分真正的靶点结合与背景信号。
功能验证难
识别靶点只是第一步。若项目目标是阻断、激活或调节靶点功能,还需根据作用机制设计相应的细胞功能实验。
常见问答FAQ
Q1:多跨膜靶点开发纳米抗体,必须使用 Nanodisc 抗原吗?
不一定。抗原形式取决于靶点的结构特点、天然构象要求及项目目标。可根据具体靶点选择 Nanodisc、VLP、mRNA 免疫等多种策略,必要时采用多种抗原形式进行互补。
Q2:多跨膜蛋白天然构象难以保持,如何提高纳米抗体筛选成功率?
针对多跨膜靶点,可优先采用能够保持天然膜环境和构象的抗原形式,并结合细胞筛选、反筛选、构象特异性筛选及功能筛选,降低获得非天然构象结合抗体的风险。
Q3:如果靶点无法纯化,或者没有合适的胞外结构域,还能开发纳米抗体吗?
可以。对于难以纯化的多跨膜蛋白,可根据靶点特点采用靶点表达细胞、Nanodisc、VLP、mRNA免疫等策略,不完全依赖可溶性蛋白抗原。
Q4:mRNA免疫适合多跨膜蛋白纳米抗体开发吗?
适合部分多跨膜靶点。mRNA免疫可利用动物体内细胞表达目标膜蛋白,使抗原在相对接近天然细胞环境的状态下呈递。对于难以获得稳定纯化蛋白的靶点,可以作为一种有效的免疫策略。
Q5:如何获得靶点特异性高、背景低的纳米抗体?
可根据项目需求设计阳性筛选 + 阴性/反向筛选策略,例如针对同源蛋白、家族成员、空载细胞或相关膜蛋白进行反筛选,从而提高靶点特异性。
Q6:筛选得到的纳米抗体可以进行功能验证吗?
可以。根据靶点及项目需求,可开展细胞结合、内吞、阻断/激动、受体活化、配体竞争、信号通路以及细胞功能实验等验证。


