西北大学王朝晖课题组与上海交通大学陶生策课题组合作，于2020年3月11日在国际权威学术期刊《科学·进展》（Science Advances）上发表了题为“An Array of 60,000 Antibodies for Proteome-Scale Antibody Generation and Target Discovery”的研究论文。该研究成功构建了一个包含六万种抗体的高通量阵列平台，建立了覆盖蛋白质组规模的抗体资源库，为系统性蛋白质功能解析及分子靶标发现提供了重要技术支撑。此项工作标志着蛋白质组学工具开发取得了突破性进展，为后续大规模生物标志物筛选与功能研究奠定了方法学基础。

一、高通量抗体芯片的开发及其在规模化蛋白质组研究中的应用

     抗体作为关键的生物亲和试剂，在生命科学基础研究与医学应用领域中具有不可替代的作用。随着高通量核酸测序技术的快速发展，大量物种的基因组已完成测序，进而产生了对规模化抗体制备的迫切需求，以推动后续功能与机制研究。然而，传统抗体制备方法通常过程繁琐、周期长、成本高昂，且一次仅能获得单一抗体，难以满足在有限时间内获取大批量抗体的现实需要。

     为应对这一挑战，本研究开发了一种集成62,208种单克隆抗体的超高通量抗体芯片。该平台创新性地利用抗体多特异性识别机制，实现了新抗体的高效发掘与筛选。经验证，该芯片系统可广泛应用于快速蛋白抗体制备、蛋白质组规模抗体库构建、表型相关蛋白质筛选以及肿瘤药物靶点发现等多个研究方向。

     本研究所用抗体库具有高度多样性，其免疫原覆盖来自400余种物种的3,000多种蛋白质，包含超过15,000个线性表位。通过大规模小鼠免疫、骨髓瘤细胞融合及系统性筛选，最终成功建立了这一涵盖62,208种单克隆抗体的综合性资源库，为蛋白质组尺度上的系统生物学研究提供了重要的工具支持。

二、PETAL抗体芯片的系统性验证与应用潜力评估

     为全面验证抗体芯片平台的广泛适用性，研究团队首先利用81种随机选取的人源及大肠杆菌来源蛋白对PETAL芯片进行筛选测试。实验结果表明，该平台可在1至2周内以不低于20%的成功率，高效获得针对随机蛋白的高亲和力识别抗体。这一结果提示，针对人源蛋白质组（包含超过一万种蛋白质）规模的筛选，PETAL技术有望实现数千种蛋白质的系统性抗体覆盖。

     为进一步评估PETAL在蛋白质组水平抗体开发中的可行性，研究人员提取多种人源细胞系的膜蛋白与核蛋白组分，通过批量筛选成功获得了149个膜蛋白特异性单抗及55个核蛋白特异性单抗。经严格的特异性验证，这些抗体均可成功应用于免疫荧光（IF）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）等多种常用实验技术。

     同时，研究团队还在超过10个不同物种（涵盖病毒、细菌、真菌、植物及动物）中成功验证了PETAL平台可用于批量开发物种特异性抗体。该结果表明，PETAL技术有望为目前缺乏高效抗体研究工具的非模式物种，提供一种规模化、系统性的抗体开发解决方案。

三、基于PETAL平台的表型关联蛋白质与抗体同步发现策略

     PETAL技术在蛋白质组抗体开发中的成功应用，进一步拓展了其在表型及功能相关蛋白质与抗体发现领域的潜力。该平台可通过比较特定表型样本与对照样本之间的芯片信号差异，同步筛选出与表型相关的抗体，并采用配套方法鉴定其对应抗原。

     研究团队以“玉米籽粒发育”和“斑马鱼心脏再生”为模型，成功运用该策略鉴定出19个与玉米发育密切相关的蛋白质，以及6个与斑马鱼心脏损伤修复过程相关的蛋白质。该方法的核心优势在于，能够在一次性实验中同时实现关键靶标蛋白的鉴定与对应高质量单克隆抗体的获取，从而为后续的功能验证与机制研究提供高效、可靠的实验工具。

四、PETAL技术在肿瘤靶点发现与治疗性抗体开发中的应用验证

     基于该抗体芯片技术体系，研究进一步验证了PETAL平台在肿瘤治疗靶点发现及抗体药物早期开发中的重要应用潜力。研究人员利用PETAL芯片对肺癌组织及其对应癌旁组织的膜蛋白组分进行系统性差异筛选，通过对筛选获得的肿瘤组织特异性表达抗体开展细胞内吞实验与细胞毒性分析等功能验证，最终成功获得4个具有显著肿瘤特异性杀伤作用的抗体，并明确了其对应的靶标蛋白。

五、研究创新性与技术突破意义综述

     综上所述，本研究开发的超高通量抗体芯片及其配套方法体系在理念与实践层面均实现了重要突破。其核心创新在于系统性地利用抗体的多特异性，构建了一个高效的新型抗体发现平台。尽管此前已有零星研究关注类似方向，但本工作首次提供了规模化、可操作的完整技术路径。

     作为论文作者之一，上海交通大学陶生策教授指出：“抗体芯片技术虽已有一定研究基础，但既往芯片通常仅覆盖约千种抗体。本研究构建的芯片整合抗体数量达以往规模的60倍以上，这标志着该技术在应用广度与深度上取得了实质性跨越，为蛋白质组学研究和抗体药物开发提供了前所未有的工具支撑。”

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