利用高通量测序技术分析猪抗体库的组成特征
2021-11-02吉春苗王斌覃盼黄耀伟
吉春苗,王斌,覃盼,黄耀伟*
(1.浙江大学动物科学学院动物预防医学研究所,杭州 310058;2.岭南现代农业科学与技术广东省实验室肇庆分中心,广东肇庆 526238)
宿主适应性免疫系统通过激活B淋巴细胞产生不同种类的抗体,从而保护机体免受病原侵害。B细胞受体(B cell receptor,BCR)是B淋巴细胞表面识别抗原的一种膜表面免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig),具有抗原结合特异性。BCR 由2 条重链(IgH)和2 条轻链(IgL)组成,每条链均包含1 个可变区(variable region,V区)和1个恒定区(constant region,C区)。其中,可变区由3个互补决定区(complementarity determining region, CDR)组成,CDR 的氨基酸组成和排列顺序呈现高度多样性,尤其是重链CDR3(heavy chain CDR3,HCDR3)区域[1]。机体抗体库具有丰富的多样性,产生原因主要包括以下几方面。1)BCR 编码基因具有多样性,例如:猪BCR重链V(variable)基因有15 种,D(diversity)基因有4种,J(joining)基因有5种[2]。2)B淋巴细胞成熟过程中V、D、J 基因发生重排。3)V、D、J 基因在重排过程中因末端脱氧核苷酸转移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase, TdT)的作用导致连接处发生不准确的连接、核苷酸的插入或缺失。4)抗体重链、轻链配对的多样性。5)体细胞高频突变(somatic hypermutation, SHM),即B 细胞受抗原刺激后,已重排好的可变区基因突变频率升高,以提高对抗原的亲和力[3]。
早期,传统的分子克隆技术配合Sanger测序让人们对猪抗体库多样性有了初步认识,研究发现免疫前猪抗体库V基因使用呈现选择性,4个IGHV基因使用率接近80%[2,4]。但是,由于传统测序方法通量较低,相对于庞大的抗体库来说所获得的信息极为有限。近年来,得益于高通量测序技术的发展,使得全面了解如此多样的抗体库成为可能。目前,高通量测序技术已被广泛应用于研究健康个体以及疫苗免疫或疾病状态机体抗体库的特征[5-8],为充分认识机体对疾病或疫苗的抗体反应提供了有效信息。……