파지 디스플레이 기술은 외래 표적 유전자를 파지 캡시드 단백질의 특정 위치에 삽입하여 파지의 정상적인 기능에 영향을 미치지 않으면서 파지 표면에 외래 유전자를 발현시키는 기술입니다. 여러 차례의 스크리닝을 거쳐, 높은 특이성과 높은 생물학적 활성을 가진 표적 단백질을 최종적으로 얻을 수 있었습니다.

이 기술을 사용하면 대용량 항체 라이브러리를 생성할 수 있습니다. 스크리닝 주기가 짧고, 운영 과정이 간단하며, 응용 범위가 광범위하여 표적 펩타이드 또는 단백질에 대한 최적의 서열을 식별할 수 있습니다. 바이러스 관련 응용 분야에서 연구자들은 대용량 항체 라이브러리를 스크리닝하여 중요한 바이러스 에피토프에 결합하는 항체를 발견할 수 있습니다. 이 과정은 바이러스의 침입, 복제 또는 면역 회피 기전을 차단하여 질병 치료의 기반을 마련할 수 있습니다.

파지 디스플레이 기술은 특정 면역원에 대한 소량의 항체 생산에 국한되는 하이브리도마 기술보다 더 널리 활용됩니다. 이와 대조적으로, 파지 디스플레이 기술은 다양한 면역 종에서 유래한 전체 항체 라이브러리를 제공할 수 있습니다.

파지 디스플레이 기술은 병원성 미생물의 수용체 스크리닝, 단백질 상호작용 연구, 세포 간 신호 전달 추적, 동물 질병 진단, 백신 개발 등 다양한 분야에 응용되고 있습니다.

파지 디스플레이 기술은 수많은 장점을 제공하며 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 그러나 파지 디스플레이 기술을 이용하여 재조합 항체를 개발하는 데 있어 가장 큰 어려움은 공정의 복잡성과 비용입니다. 이러한 접근법은 원하는 항체를 확인하고 특성화하기 위해 돌연변이, 클로닝, 발현을 포함한 분자생물학적 기술과 면역학적, 생화학적, 생물물리학적 분석을 통합해야 합니다.

항원 제시는 매우 중요한 연결 고리입니다. 항원 제시 방법에는 주로 직접 코팅 항원 제시, 간접 코팅 항원 제시, 전세포 스크리닝을 통한 항원 제시, 리포좀, 나노 인지질 디스크, 그리고 VLP를 통한 항원 제시가 있습니다.

직접 코팅 방식은 비교적 간단하지만 항원의 형태를 쉽게 변경할 수 있고, 간접 코팅 방식은 작업이 복잡하지만 항원의 형태를 유지하고 제시 효율을 향상시킬 수 있습니다. 세포 스크리닝은 생체 내 실제 환경을 시뮬레이션할 수 있지만, 비특이적 결합 문제가 있습니다. 나노 인지질 디스크는 크기가 작고 전달 효율이 높으며 안정성이 우수합니다. VLP는 항원과 융합되거나 항원으로 감싸져 높은 면역원성과 안전성을 가지며 강력한 면역 반응을 유발할 수 있습니다.

농도가 너무 낮으면 파지와의 결합 가능성이 감소하여 스크리닝 효율이 저하됩니다. 반대로, 농도가 너무 높으면 비특이적 결합 가능성이 높아지고, 배경 신호가 증가하며, 양성 클론의 동정이 어려워질 수 있습니다.

고온, 강산 및 강알칼리를 피하기 위해 약한 고정법을 사용할 수 있습니다. 항원 구조 손상을 줄이기 위해 간접 코팅법과 바이오틴-스트렙타비딘 시스템을 사용했습니다. 항원이 막 단백질인 경우, 손상되지 않은 세포 표면에 발현시키거나 나노 디스크와 같은 막 환경을 시뮬레이션하여 본래의 막 단백질 형태를 유지할 수 있습니다.

ELISA, Western Blotting(WB), Immunofluorescence(IF)와 같은 일상적인 실험 외에도 표면 플라스몬 공명(SPR) 및 생물층 간섭법(BLI) 검출 기술을 사용하여 항체와 항원의 결합 및 해리 과정을 실시간으로 모니터링하여 친화도 및 동역학 매개변수를 결정할 수 있습니다.

파지 디스플레이는 인간, 쥐, 토끼, 닭, 낙타, 알파카, 소, 개, 양, 원숭이, 상어 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 항체 생성 종에 대한 높은 친화도의 단일클론 항체를 생성하는 데 활용될 수 있습니다.

마우스 항체 라이브러리 구축 기술은 잘 정립되어 있고 비용 효율적이며 실험 기간이 짧아 예비 항체 스크리닝 및 기초 연구에 적합합니다. 토끼 항체는 강력한 친화도와 특이성을 나타내며, 마우스 항체에 비해 에피토프 인식 범위가 더 넓습니다. 인간 항체는 인간 항체 라이브러리에서 직접 얻을 수 있으므로, 이종 항체를 인체에 투여했을 때 발생할 수 있는 잠재적인 면역 반응을 피할 수 있습니다. 이러한 접근법은 약물 연구 개발, 특히 치료용 항체 개발에 중요한 가치를 지닙니다.

동물 면역원은 일반적으로 단백질 항원, 폴리펩타이드 항원, 핵산 항원 및 병원체 관련 항원으로 구분되며, 이 중 병원체 관련 항원에는 바이러스 항원(완전한 바이러스 입자, 바이러스 단백질, 바이러스 비구조 단백질 등), 세균 항원(완전한 세균 추출물, 세포벽 성분, 분비 단백질, 독소 등) 및 기생충 항원이 포함됩니다.

면역 항원을 재조합 단백질로 대체하고, 소방용 바이러스 입자를 바이러스의 구조 단백질로 대체하여 면역원을 조정합니다. 실험 설계를 조정하고 면역 용량을 변경합니다.

항원을 소 혈청 알부민과 같은 운반체 단백질과 결합시킴으로써 면역원성을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 프로인트 보조제와 알루미늄 보조제를 포함한 면역 보조제를 사용하여 생체 내 체류 시간을 연장하고 면역 세포의 활성화 및 증식을 자극하여 면역원성을 향상시킬 수 있습니다.

파지 항체 라이브러리는 항체의 가변 영역 유전자 세트를 파지 벡터에 조립하고 파지 표면에 발현시켜 다양한 파지 항체를 모아 만든 것입니다. 이 과정을 통해 파지 항체 라이브러리가 형성됩니다.

파지 디스플레이의 일반적인 과정은 몇 가지 핵심 단계로 구성됩니다. 면역된 동물에서 말초혈액 단핵구(PBMC)를 추출하고, 총 RNA를 분리하여 상보적 DNA(cDNA)로 전사하고, 중합효소 연쇄 반응(PCR) 기술을 이용하여 표적 유전자를 증폭하고, 표적 유전자를 파지 벡터에 클로닝하고, 벡터를 숙주 세포에 형질전환시켜 발현시키는 것입니다. 이 과정을 통해 고친화도 항체를 신속하게 동정할 수 있는 파지 디스플레이 라이브러리가 구축됩니다. 이 라이브러리는 백신, 치료제, 진단 시약 개발에 귀중한 자원으로 활용될 수 있습니다.

항체 라이브러리의 출처에 따라 파지 항체 라이브러리는 면역 파지 항체 라이브러리와 천연 파지 항체 라이브러리로 구분할 수 있습니다. 이 두 유형의 주요 차이점은 동물의 백신 접종 여부입니다. 또한, 천연 항체 라이브러리는 반합성 또는 합성을 통해 생성될 수 있습니다.

항체 라이브러리의 품질을 평가하는 두 가지 주요 지표는 저장 용량과 다양성입니다. 높은 다양성과 결합된 대용량 저장 용량은 높은 친화도와 특이성을 모두 갖춘 항체의 효과적인 스크리닝을 보장합니다.

생물학적 용출 과정에서, 디스플레이 라이브러리는 고정된 표적과 함께 배양된 후, 반응하지 않는 파지를 제거하기 위해 광범위하게 세척됩니다. 접합체는 일반적으로 산성 또는 고염 용액을 사용하여 용출된 후, 적합한 숙주 세포에서 증폭되어 농축됩니다. 3~5회의 스크리닝 후, 높은 친화도를 가진 항체가 얻어집니다.

파지 스크리닝 방법에는 주로 고상 패닝, 액상 스크리닝, 그리고 세포 기반 스크리닝이 있습니다. 적절한 스크리닝 방법을 선택하려면 표적 분자의 특성, 스크리닝 과정의 목적, 그리고 실험실 환경을 고려해야 합니다.

양성 스크리닝은 표적 단백질에 결합하는 파지 항체를 스크리닝하는 가장 기본적인 방법입니다. 음성 스크리닝은 비특이적 항체를 제거하는 역할을 합니다. 파지 항체 스크리닝 과정에서 표적 항원 표지, 물질 또는 표적 항원과 구조적으로 유사한 다른 항원의 간섭으로 인해 비특이적 항체가 확인될 수 있습니다. 이러한 경우 음성 스크리닝을 통해 스크리닝 과정의 효율성을 높일 수 있습니다.

항체 검증 방법에는 일반적으로 ELISA, 웨스턴 블롯(WB), 유세포 분석, 면역침전(IP), 면역형광(IF), 면역조직화학 및 기타 다양한 실험 기법이 포함됩니다. 알파 라이프텍은 항체 검출 분야에서 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 전문적인 실험팀을 보유하고 있어 후속 실험에서 항체의 효능을 보장합니다.