蛋白質(zhì)作為與疾病相關(guān)的活性大分子，其表達(dá)或修飾的變化在疾病診斷研究方面發(fā)揮重要的作用，納米抗體（nanobody， Nb）已成為能將動態(tài)蛋白凍結(jié)為單一功能構(gòu)型的精致工具，針對蛋白質(zhì)的鑒定和其在細(xì)胞內(nèi)的定位，可以為眾多研究提供理論基礎(chǔ)。

VHH與蛋白分子融合

納米抗體（nanobody， Nb）的主要優(yōu)勢之一是可以將多個標(biāo)簽融合在其結(jié)構(gòu)中，例如His標(biāo)簽或綠色熒光蛋白(green fluorescent protein, GFP)，可以幫助我們了解蛋白質(zhì)在細(xì)胞或生物體內(nèi)的定位和功能，融合復(fù)合物可作為靶向生物分子進(jìn)行疾病診斷治療或用于蛋白質(zhì)的定向失活等。靶向大腸桿菌F4菌毛的VHH域已被成功設(shè)計成具有強(qiáng)蛋白酶抗性和低pH值下的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了在胃腸道條件下仍能保持功能，Virdi等研究出一種由VHH與IgA的Fc片段融合而成mVHH-IgA的口服抗體，經(jīng)過冷凍干燥或噴霧干燥等流程最終制備成飼料從而達(dá)到保護(hù)性治療的目的，可規(guī)?；a(chǎn)，進(jìn)而預(yù)防斷奶仔豬腹瀉相關(guān)的疾病F4-ETEC。

VHH與蛋白分子靶向降解

與基因編輯和RNA干擾相比，直接在蛋白質(zhì)水平上操作生物分子的途徑對于蛋白質(zhì)功能研究更為有效，可以避免潛在的脫靶效應(yīng)等限制、克服基因失活的局限性和必需基因表型功能的喪失。為了實現(xiàn)感興趣的蛋白(protein of interesting, POI) 的功能喪失和蛋白溶解，靶向蛋白降解是目前主要研究的一種策略，一種Nb依賴型蛋白降解子可幫助實現(xiàn)POI快速降解及可逆調(diào)控，人們利用納米抗體（nanobody， Nb）不斷開發(fā)出各種誘導(dǎo)型降解子如生長素、光或溫度依賴性方式降解的POI。

在生長素依賴性納米抗體（nanobody， Nb）的研究中，Daniel等通過對后期促進(jìn)復(fù)合物/環(huán)狀體(anaphase-promoting complex/cyclosome, APC/C) 一個亞基ANAPC4的研究，并結(jié)合生長素和基于納米抗體降解技術(shù)的優(yōu)勢，創(chuàng)造了一種植物激素誘導(dǎo)蛋白降解子(auxin-inducible degron, AID)-納米抗體，可以靶向位于不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的GFP標(biāo)簽蛋白質(zhì)進(jìn)行降解，證明了mAID-納米抗體可對內(nèi)源性GFP標(biāo)簽蛋白條件性和可逆性地失活，此外還通過建立mAID-納米抗體在斑馬魚中的降解模型，進(jìn)一步將生長素降解系統(tǒng)應(yīng)用于脊椎動物模型生物中。

VHH在以GFP為目標(biāo)的降解技術(shù)(degrade green fluorescent protein, deGradFP) 中也得到了廣泛的應(yīng)用，Baudisch等在植物中使用一種特異性抗-GFP納米抗體對綠色熒光蛋白進(jìn)行靶向降解，通過實驗證明納米抗體驅(qū)動的蛋白質(zhì)定向降解也可以用于植物，這是deGradFP系統(tǒng)第一次被成功地應(yīng)用于煙草。

VHH與輔助蛋白結(jié)構(gòu)解析

獲得高分辨率下POI結(jié)構(gòu)解析一直是研究的熱點，納米抗體（nanobody， Nb）具有緊湊的單個免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)，能夠以較高親和力結(jié)合靶蛋白，同時減少其構(gòu)象異質(zhì)性并穩(wěn)定多蛋白復(fù)合物，納米抗體（nanobody， Nb）衍生的巨型抗體(megabodies) 在輔助單粒子冷凍電鏡(single-particle cryo-EM) 下確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)方面展示了其優(yōu)勢，Uchański等通過將納米抗體（nanobody， Nb）嫁接到選定的支架蛋白質(zhì)上以產(chǎn)生穩(wěn)定和有效折疊的單體嵌合體并開發(fā)了巨型抗體，這一研究有助于克服cryo-EM重建的分辨率顆粒大小和在水-空氣界面的優(yōu)先取向問題，能夠獲得具有高分辨率下的cryo-EM譜圖，還能用于獲得那些通常遭受嚴(yán)重的優(yōu)先取向或由于太小而無法進(jìn)行精確的顆粒排列的膜蛋白的三維重建。通過對極有價值靶標(biāo)(如真核生物膜蛋白) 的高分辨率結(jié)構(gòu)分析，巨型抗體技術(shù)有潛力進(jìn)一步促進(jìn)單粒子冷凍電鏡多領(lǐng)域研究的迅速發(fā)展。

我們擁有自建養(yǎng)殖基地，每年近百頭成年羊駝用于免疫，穩(wěn)定提供大量的免疫抗原。擁有近千億級別天然庫，最快在2周內(nèi)可完成針對各類靶點的特異性納米抗體快速篩選，抗體親和力可達(dá)10-9M 級別，插入正確率100%，序列正確率97%，隨機(jī)選取200個克隆測序，均無重復(fù)序列；并且免疫庫源自百余只不同種類的駝類樣本-羊駝（Alpaca ）、駱駝（Camel）、美洲駝（Llama），提供更高抗體多樣性以構(gòu)建免疫庫，獲得更高親和力VHH序列。

納米抗體不僅能在基礎(chǔ)生物研究和醫(yī)療領(lǐng)域大放異彩，如創(chuàng)新的熒光納米探針可以實現(xiàn)細(xì)胞及蛋白結(jié)構(gòu)解析和動態(tài)實時的細(xì)胞分析和可視化，觸發(fā)機(jī)體免疫系統(tǒng)進(jìn)行治療等，而且能夠在農(nóng)業(yè)如農(nóng)獸藥殘留檢測、土壤污染檢測及修復(fù)等方面展現(xiàn)出更廣闊的研究潛力。我們也希望通過自身豐富的經(jīng)驗和領(lǐng)銜的制備技術(shù)，為所有科研人員提供高質(zhì)、高量、高產(chǎn)的納米抗體，助力納米抗體研究的飛躍！

參考文獻(xiàn)：

SUN S, TAN X, PANG XY, LI M, HAO XJ. Recent advances in the application of nanobody technology: a review. Chinese Journal of Biotechnology, 2022, 38(3): 855-867.