| 重链抗体（heavy-chain antibody）是一种在驼类和软骨鱼类动物血清中大量存在的天然抗体。与常规抗体不同，重链抗体仅由重链组成，其抗原结合域称为纳米抗体（nanobody）。纳米抗体具有体积小（直径2.5nm，长4nm， ~15 kDa）；免疫原性弱；可溶性高、耐受性强；组织渗透性强；表达高效、纯化简单；改造容易等优势。且其CDR3环很长，更有利于结合裂缝或空腔，这些独特的性质使纳米抗体成为下一代治疗性抗体。2019年FDA批准了首个纳米抗体药物caplacizumab，用于治疗获得性血栓性血小板减少性紫癜（acquired thrombotic thrombocytopenic purpura, aTTP）。
目前，噬菌体展示是从免疫聚焦（immune-focused）或合成（synthetic）纳米抗体库中分离目标结合纳米抗体的最常用技术。在哺乳动物细胞中构建类似的系统可能有助于针对包括G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）在内的跨膜蛋白实现生理状态下的功能筛选。然而经过质粒构建、转化、提取；质粒转染、慢病毒库包装；感染哺乳动物细胞等系列操作后，最终展示于细胞表面的纳米抗体库丰度大幅降低（纳米抗体库丰度在以上步骤中不断丢失）。因此，急需开发一种在哺乳动物细胞中构建高丰度纳米抗体库的新方法。
针对以上问题，本课题组致力于在哺乳动物细胞系中构建高丰度纳米抗体库。首先通过PCR将互补决定区（complementarity-determining region, CDR）随机序列引入到上游和下游dsDNA。在此基础上，课题组开发了两种纳米抗体库构建方法（图1）。第一种方法称为dsDNA-HR，将含有50-bp相同重叠序列的上、下游dsDNA共转染至哺乳动物细胞系HEK293T中，进行细胞内同源重组（homologous recombination, HR），形成完整的纳米抗体库表达模块。第二种方法称为in vitro ligation，通过连接限制性内切酶消化的上、下游dsDNA，获得了全长dsDNA并转染哺乳动物细胞表达纳米抗体库。高通量测序结果显示，这两种方法均产生了超过100万个独特的纳米抗体序列。
图1. dsDNA-HR (A)和in vitro ligation (B)纳米抗体库构建策略示意图
上述工作近期以标题“Construction of Synthetic Nanobody Library in Mammalian Cells by dsDNA-Based Strategies”发表在ChemBioChem。论文第一作者为天津医科大学肿瘤医院研究生赵雁杰，论文通讯作者为天津医科大学肿瘤医院李帅副研究员，研究得到国家自然科学基金（NO. 31870860，31971388）支持。
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