噬菌體展示技術(shù)作為抗體藥物篩選的核心工具，憑借 “全人源抗體篩選、低免疫原性、短研發(fā)周期” 的優(yōu)勢(shì)，已催生阿達(dá)木單抗等年銷售額超千億元的重磅藥物。但實(shí)驗(yàn)過程中，噬菌體文庫(kù)庫(kù)容不足與抗體淘洗效率低兩大痛點(diǎn)，常導(dǎo)致篩選失敗或獲得的抗體親和力不足。本文針對(duì)這兩大核心問題，結(jié)合實(shí)用工具與操作細(xì)節(jié)，提供可落地的解決方案，助力提升實(shí)驗(yàn)成功率。
一、痛點(diǎn) 1：噬菌體文庫(kù)庫(kù)容低？高轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞是關(guān)鍵
噬菌體文庫(kù)的庫(kù)容直接決定 “能否覆蓋足夠多的抗體序列多樣性”，而感受態(tài)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化效率是限制庫(kù)容的核心因素 —— 常規(guī)感受態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)化效率僅 10?-10?轉(zhuǎn)化子 /μg DNA，難以構(gòu)建庫(kù)容超 10?的高質(zhì)量文庫(kù)，導(dǎo)致遺漏高親和力抗體序列。
解決方案：選擇高轉(zhuǎn)化效率的 TG1 感受態(tài)細(xì)胞
目前市面上專為噬菌體展示優(yōu)化的感受態(tài)細(xì)胞中，LGC（Lucigen）公司的 TG1 感受態(tài)細(xì)胞表現(xiàn)突出，其核心優(yōu)勢(shì)在于：
轉(zhuǎn)化效率高：轉(zhuǎn)化效率可達(dá) 10?-10¹?轉(zhuǎn)化子 /μg DNA，是普通 TG1 細(xì)胞的 4 倍，能輕松構(gòu)建庫(kù)容超 10?的噬菌體文庫(kù)，覆蓋更多抗體序列多樣性；
適配性強(qiáng)：兼容絲狀噬菌體（如 M13）的噬菌粒載體，支持抗體片段（scFv、Fab）的高效克隆與展示，無需額外優(yōu)化載體構(gòu)建條件。
關(guān)鍵操作細(xì)節(jié)：進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)化效率
除選擇優(yōu)質(zhì)感受態(tài)細(xì)胞外，操作層面的 3 個(gè)細(xì)節(jié)可進(jìn)一步減少效率損失：
DNA 質(zhì)量控制：確保噬菌粒 DNA 為超螺旋結(jié)構(gòu)（線性或開環(huán) DNA 轉(zhuǎn)化效率降低 50% 以上），且無蛋白酶、核酸酶污染（可通過瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證純度）；
轉(zhuǎn)化體系優(yōu)化：DNA 樣本體積控制在感受態(tài)細(xì)胞體積的 1/10 以內(nèi)（如 100μL 感受態(tài)對(duì)應(yīng)≤10μL DNA），DNA 加入量不超過 500ng—— 過量 DNA 會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞毒性，降低轉(zhuǎn)化效率；
低溫操作與專用培養(yǎng)基：微量離心管、電轉(zhuǎn)杯需提前冰浴預(yù)冷，感受態(tài)細(xì)胞在冰上緩慢解凍（避免反復(fù)凍融）；電轉(zhuǎn)后使用試劑盒配套的 Recovery Medium 重懸細(xì)胞，其含有的營(yíng)養(yǎng)成分可提升細(xì)胞復(fù)蘇率，比常規(guī) LB 培養(yǎng)基轉(zhuǎn)化效率高 30% 以上。
二、痛點(diǎn) 2：抗體淘洗效率低？?jī)?yōu)質(zhì)輔助噬菌體 + 適配載體是核心
淘洗效率直接影響 “能否富集到高親和力抗體噬菌體”—— 若輔助噬菌體展示效率低，大量抗體片段無法有效展示在噬菌體表面，導(dǎo)致即使存在高親和力序列，也難以被靶分子捕獲；此外，載體與菌株的不匹配，還可能引發(fā)質(zhì)粒突變，進(jìn)一步降低篩選效率。
解決方案 1：使用 Hyperphage 輔助噬菌體，提升抗體展示效率
常規(guī)輔助噬菌體（如 M13KO7）會(huì)同時(shí)表達(dá)野生型 pⅢ 蛋白，導(dǎo)致部分噬菌體表面僅展示野生型 pⅢ，不攜帶抗體片段，降低有效展示比例。而 PROGEN 公司的 Hyperphage 輔助噬菌體通過缺失自身 pⅢ 基因，解決了這一問題：
工作原理：Hyperphage 無法獨(dú)自組裝，需依賴攜帶噬菌粒（含抗體 - pⅢ 融合基因）的宿主細(xì)胞 —— 當(dāng)感染含噬菌粒的 TG1 細(xì)胞后，僅能利用噬菌粒表達(dá)的 “抗體 - pⅢ 融合蛋白” 完成組裝，使幾乎所有噬菌體表面都展示抗體片段，有效展示比例從常規(guī)輔助噬菌體的 30%-50% 提升至 90% 以上；
適配載體：需搭配僅編碼全功能 pⅢ 蛋白的噬菌粒載體（如 pSEX81），確保融合蛋白正確表達(dá)與組裝，避免因載體缺失關(guān)鍵序列導(dǎo)致展示失敗。
解決方案 2：選擇適配的宿主菌株與表達(dá)質(zhì)粒，避免突變與低效表達(dá)
不同宿主菌株對(duì)輔助噬菌體的兼容性不同，錯(cuò)誤選擇會(huì)導(dǎo)致質(zhì)粒突變或表達(dá)效率低下：
菌株選擇：TG1 感受態(tài)細(xì)胞與 Hyperphage 兼容性最佳，可實(shí)現(xiàn) “一天一輪” 的高效淘洗（從感染到擴(kuò)增僅需 12-16h）；若使用 ER2783、TOP 10F'、XL1 Blue 菌株，需在培養(yǎng)基中添加 100mM 葡萄糖 —— 葡萄糖可抑制 lac 啟動(dòng)子活性，減少質(zhì)粒過度復(fù)制引發(fā)的突變，維持文庫(kù)穩(wěn)定性；
表達(dá)質(zhì)粒選擇：淘洗獲得陽(yáng)性噬菌體后，需將抗體基因轉(zhuǎn)入表達(dá)質(zhì)粒進(jìn)行后續(xù)驗(yàn)證與純化。PROGEN 公司的 pOPE101 質(zhì)粒是理想選擇，其含有的強(qiáng)啟動(dòng)子（如 tac 啟動(dòng)子）可高效驅(qū)動(dòng)抗體表達(dá)，且攜帶 His 標(biāo)簽、HA 標(biāo)簽，便于通過親和層析純化抗體，同時(shí)支持 Western blot 檢測(cè)，簡(jiǎn)化后續(xù)鑒定流程。
淘洗流程優(yōu)化：提升富集效率的關(guān)鍵步驟
在使用優(yōu)質(zhì)工具的基礎(chǔ)上，淘洗過程中的 2 個(gè)細(xì)節(jié)可進(jìn)一步提升效率：
靶分子包被優(yōu)化：根據(jù)靶分子類型選擇合適的包被條件（如蛋白類靶標(biāo)用碳酸鹽緩沖液 pH9.6 包被，小分子靶標(biāo)需偶聯(lián)載體蛋白），包被濃度控制在 1-10μg/mL，避免濃度過高導(dǎo)致非特異性結(jié)合；
洗脫條件梯度優(yōu)化：第一輪淘洗使用溫和洗脫液（如 pH2.2 甘氨酸 - HCl），后續(xù)輪次逐漸增加洗脫強(qiáng)度（如加入競(jìng)爭(zhēng)配體），減少低親和力噬菌體的殘留，提高高親和力克隆的富集倍數(shù)。
總結(jié)
噬菌體展示實(shí)驗(yàn)的成功，離不開 “高質(zhì)量文庫(kù)構(gòu)建” 與 “高效淘洗富集” 兩大環(huán)節(jié) —— 選擇高轉(zhuǎn)化 TG1 感受態(tài)細(xì)胞突破庫(kù)容限制，搭配 Hyperphage 輔助噬菌體與適配載體提升淘洗效率，再結(jié)合細(xì)節(jié)優(yōu)化，可顯著提高高親和力抗體的篩選成功率。隨著工具與方法的不斷迭代，噬菌體展示技術(shù)在抗體藥物研發(fā)、診斷試劑開發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用將更加高效。
泰克生物提供噬菌體展示實(shí)驗(yàn)技術(shù)支持，涵蓋高庫(kù)容文庫(kù)構(gòu)建、高效淘洗優(yōu)化及陽(yáng)性克隆鑒定，助力抗體篩選與功能驗(yàn)證研究。