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1989年，比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)的免疫學(xué)家Hamers-Casterman就遇到了兩個(gè)大膽的學(xué)生抱怨他們的實(shí)驗(yàn)課沒意思，因?yàn)榻Y(jié)果都是預(yù)先知道的，是不是可以給他們找些新穎的題目去研究？Hamers想起來他冰箱里還有半升駱駝血，雖然這是特別用來研究昏睡病的，但他覺得可以省出一點(diǎn)給大學(xué)生。他對(duì)學(xué)生說：“為什么我們不看看能否提純駱駝的抗體呢？”結(jié)果讓所有人都很疑惑。從血液中提取的抗體形式表明，它不屬于所有脊椎動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)類型，駱駝產(chǎn)生的是一種完全新型的、更簡單的變種抗體。就這樣，駱駝抗體就從一個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)迅速演變?yōu)楣R斯和同事研究的主要項(xiàng)目。最初，他們假設(shè)那些小的蛋白質(zhì)只是常規(guī)抗體的碎片。但是，從肯尼亞空運(yùn)過來的新鮮駱駝血也含有相同的新型抗體。哈馬斯說“這太奇怪了，所以我們花了兩年時(shí)間來核查我們有沒有搞錯(cuò)。”經(jīng)過繼續(xù)研究，該小組證實(shí)，這種新型抗體不僅存在于單峰駝，也在于其他駱駝科動(dòng)物——雙峰駝、美洲駝、羊駝、駱馬和小羊駝，研究結(jié)果發(fā)表于1993年nature上。

這種天然缺失輕鏈的抗體又被稱為單域重鏈抗體，存在于亞洲的西亞駱駝（Camelus bactrianus）、非洲的單峰駝（C.dromedarius）和南美的大羊駝（Lama glama）、原駝（L.guanicoe）、羊駝（Vicugna pacos）和小羊駝（V.vicugna）等駱駝科中。1995年又在護(hù)士鯊（Ginglymostoma cirratum）、斑紋須鯊（Oretolobus maculatus）、銀鮫等軟骨魚中發(fā)現(xiàn)了無輕鏈或其他蛋白分子伴隨的類似于單域重鏈抗體的抗原受體（new or nurse shark antigen receptor，NAR）。由于NAR分子與Ig亞型在跨膜和分泌方式等幾個(gè)功能特征方面近似，因此也被稱為免疫球蛋白新抗原受體（Ig new antigen receptor，IgNAR）。

圖1：駱駝科動(dòng)物體內(nèi)傳統(tǒng)IgG1抗體和重鏈抗體IgG2、IgG3的結(jié)構(gòu)示意圖。輕鏈的缺失本身是由于重鏈CH1區(qū)域的剪接缺陷導(dǎo)致的，從而缺少CH1區(qū)域。

圖片來源 IMGT: Camelidae IgG antibodies (http://www.imgt.org/IMGTbiotechnology/Camel_IgG.html#characteristics) with permission of IMGT?, the international ImMunoGeneTics information system ? (http://www.imgt.org).

參考資料：

1. Hamers-Casterman C, Atarhouch T, Muyldermans S, et al. Naturally occurring antibodies devoid of light chains. Nature. 1993;363(6428):446-448. doi:10.1038/363446a0.

2. Muyldermans S. Nanobodies: natural single-domain antibodies. Annual Review of Biochemistry. 2013;82:775-797. doi:10.1146/annurev-biochem-063011-092449.

3. Ciccarese S,et al. The Camel Adaptive Immune  Receptors Repertoire as a Singular  Example of Structural and  Functional Genomics. Frontiers in Genetics. 2019.00997.

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