基于改性硅胶模的多肽微阵列表面抗原-抗体反应的基本特征研究及其在1型糖尿病研究中的应用

• 作 者: 黄沫
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 多肽微阵列 抗原-抗体相互作用 1型糖尿病 胰岛自身抗体 改性硅胶模 筛选系统

自身免疫性1型糖尿病是一种多发于青少年时期的自身免疫性疾病，在患者体内可检测到多种胰岛细胞特异性自身抗体。研究发现在1型糖尿病(type1diabetes mellitus，T1DM)发病数年前患者血清中便可出现胰岛细胞自身抗体。而且随着T1DM病程的进展，T1DM自身抗原会出现表位扩展的现象，不同病程阶段的T1DM会出现不同的优势表位及其对应的自身抗体。故可以将胰岛自身抗原的抗原表位鉴定出来，并将这些表位用于检测血清中胰岛细胞自身抗体而进行T1DM的提前诊断、预警及干预。同时由于单个表位的分化及使用，也可以更好地预测及说明胰岛β细胞的损伤程度（即T1DM的病情发展程度）。　　随着人类基因组计划的完成以及后基因组时代的来临，蛋白/多肽微阵列因其快速、高通量等优点而在临床诊断，药物研发等领域有广阔的应用前景。我们便选择将多肽微阵列用于基于表位的血清学诊断，然而还有很多因素阻碍了表位应用于血清学检测与诊断中。如:未优化的实验条件会影响检测的真实性（不同疾病适用于不同的实验条件），重复性不好、抗原抗体交叉反应导致的灵敏度与特异性不高等。为了研究这些问题，我们用带引发剂的聚二甲基硅氧烷薄膜(iPDMS)为固体支撑材料建立基于多肽微阵列的血清学筛选平台，并研究抗原-抗体相互作用的基本规律。由于血清成分复杂，血清中抗体的种类、浓度及亲和力的难以确定，我们用溶液的成份单一且抗体浓度可控的单克隆抗体及多肽库为模型研究iPDMS膜上抗原-抗体相互作用。我们用Erbitux，Hercepyin，Mabthera,anti-FLAG等13个具有不同亲和力的单抗与其特异性表位配对为模型研究了多肽的点样浓度、抗体浓度、孵育时间、曝光时间等对抗原-抗体相互作用的影响。对这些基本实验条件的研究可以帮助我们优化实验设计。同时也以不同浓度的单抗对2083条不同蛋白来源的多肽库做筛选，研究这些抗原-抗体对在iPDMS表面的相互作用的基本规律与特点。这些单抗-多肽相互作用的规律为基于多肽微阵列的血清学筛选提供参考与理论基础。　　基于以上研究结果，我们选用基于iPDMS的多肽微阵列建立一个可以对胰岛自身抗体（如GADA、IA-2A、ZnT8A等）进行联检的检测芯片，以便快速、准确的诊断T1DM。我们挑选了谷氨酸脱羧酶(GAD65)，酪氨酸磷酸酶（IA2），锌转运子8(ZnT8)，嗜铬粒蛋白A(ChgA)和胰腺十二指肠同源框1(PDX1)及其他5个胰岛自身抗原，并设计得到505条多肽，制备成多肽微阵列，对173份1型糖尿病病人血清、180份2型糖尿病病人血清和102份健康人血清进行高通量血清学筛选，从中找到具有诊断价值的1型糖尿病特异的多肽，经过进一步的多肽切割与筛选确定了这些多肽的表位序列。之后将这些具有诊断价值的表位序列作为诊断组合制成诊断芯片，对T1DM进行辅助诊断。同时，通过此次对自身免疫性糖尿病的研究成果及经验，建立一套基于iPDMS膜的完整的抗原表位筛选系统，扩大多肽微阵列技术在其他自身免疫性疾病及其他类型的疾病中的应用。