微小的羊驼来源的抗体指向预防病毒感染的靶标

怀特黑德研究所的科学家已经确定如何使用羊驼来源的单域抗体片段(也称为VHH或纳米体)来干扰哺乳动物细胞中的细胞过程，包括甲型流感病毒(IAV)和水疱性口炎病毒感染人类细胞( VSV)。随着蛋白质活性知识的提高，科学家们可以梳理出个体蛋白质在细胞通路中的作用，了解疾病如何破坏细胞功能，并开始设计干预措施来纠正这些畸变。

到目前为止，研究人员主要依靠遗传方法或小分子来抑制蛋白质功能。然而，这些方法的有用性具有局限性 - 遗传改变可能导致非预期的表型。只有约15%的蛋白质使用小分子“可药用”。“我的方法是一个有趣的，在我看来，是分子生物学家工具箱的一个重要补充，”怀特黑德成员Hidde Ploegh说，他也是麻省理工学院生物学教授，也是科赫研究所的附属成员。麻省理工学院综合癌症研究。“这种方法可以让你在野生型蛋白质环境中工作 - 你不会修改宿主的蛋白质结构或你想要研究的细胞的基因组成，而是你添加一种高度特异的扰动物。”

Ploegh的实验室设计了一种采用VHH或纳米抗体的筛选策略。这些分子在它们识别的物质中是小的，高度特异的，并且足够坚固以在胞质溶胶的环境中起作用。在早期的工作中，Ploegh实验室使用纳米体实时成像免疫系统的功能。与Whitehead研究员Sebastian Lourido的实验室合作，Ploegh实验室制作的VHHs帮助解读了弓形虫寄生虫用于侵入细胞的关键酶的作用方式。

在“ 自然微生物学 ”杂志在线描述的当前研究领域，由博士后研究员Florian Schmidt领导的科学家们已经开发出一种合理的筛选方法，可以识别干扰IAV和VSV感染细胞能力的纳米抗体。

首先，科学家通过注入羊驼与灭活病毒来制造抗IAV或VSV的纳米抗体。将数百万个从免疫羊驼中扩增出来的DNA序列插入慢病毒中，使VHHs能够在人体细胞胞质中表达。。然后用IAV或VSV攻击转导的人细胞。任何幸存的细胞必须产生干扰病毒复制的VHH。实际上，在转导的数百万个细胞中，约260个含有纳米抗体，其保护细胞免受病毒侵害，并使病毒感染减少80%以上。当Schmidt分析这些命中时，他发现纳米抗体使用针对病毒核蛋白NP的每种病毒 - 抗IAV VHH特异性的策略来阻塞病毒的感染机制，而抗VSV识别病毒核蛋白N.

使用类似的基于纳米抗体的方法，Schmidt确定了衔接蛋白ASC在骨髓细胞炎性体组装中的作用，但他设想这种筛选的更广泛的应用。“这种技术是鉴定基本上任何生物过程的抑制剂的一种非常快速的方法，”他说。“它使我们能够查看我们感兴趣的蛋白质集合的所有表面，并找到对蛋白质功能很重要的位点。”

通过稳定其靶分子，纳米抗体充当结晶伴侣，使科学家能够更容易地解决蛋白质的结构。VHH与蛋白质结合的位点也是潜在的药物靶标，因为这些位置会损害蛋白质的活性。