Development of companion diagnostics for personalized cancer immunotherapy using denatured protein solubilization technology

• Project/Area Number: 16H04580
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Futami Junichiro 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (00420498)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 垣見 和宏 東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (80273358)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000); Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2016: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
• Keywords: タンパク質工学 / 腫瘍免疫学 / 化学修飾 / バイオテクノロジー / コンパニオン診断薬 / がん免疫治療 / 個別化医療 / 生物工学 / 診断薬 / バイオマーカー / がん抗原 / 抗体検査 / 腫瘍免疫応答 / 蛋白質 / 癌 / 免疫学 / 生体分子

Outline of Final Research Achievements

We have developed the technology for analysis of antitumor immune response by using anti-cancer antigen autoantibody biomarkers. This technology employed luminex technology combined with S-cationization techniques to expose linear epitopes. This antibody detection system was successfully demonstrated that sensitive autoantibody detection relating to the activation of cancer immunity cycles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

変性状態のタンパク質を可溶化する独自開発技術をベースとして、がん免疫治療をサポートできる診断薬開発が進捗した。腫瘍免疫応答は個人差が大きく現状では予測・評価が困難である。本研究で開発した自己抗体定量システムは、ごく微量の末梢血でがん免疫サイクルの活性化レベルを定量評価でき、治療方針の選択に活用できる可能性がある。本研究成果をベースに診断薬の実用化を加速したい。

Research Products

• [Journal Article] MUSCAT-Assay法の個別化医療への応用 (2018)
  • Author(s): 二見淳一郎
  • Journal Title: BIO Clinica Volume: 33（10） Pages: 49-51
  • NAID: 120006496854
• [Journal Article] Evaluation of irreversible protein thermal inactivation caused by breakage of disulphide bonds using methanethiosulphonate (2017)
  • Author(s): Futami Junichiro、Miyamoto Ai、Hagimoto Atsushi、Suzuki Shigeyuki、Futami Midori、Tada Hiroko
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Issue: 1 Pages: 12471-12471
  • DOI: 10.1038/s41598-017-12748-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] タンパク質を巻き戻すコツと原理 (2017)
  • Author(s): 二見淳一郎
  • Journal Title: 生物工学会誌『続・生物工学基礎講座－バイオよもやま話－』 Volume: 95 Pages: 328-332
  • Open Access
• [Journal Article] Enhanced in-cell folding of reversibly cationized transcription factor using amphipathic peptide (2017)
  • Author(s): Futami M, Nakano T, Yasunaga M, Makihara M, Asama T, Hagihara Y, Nakajima Y, Futami J
  • Journal Title: J Biosci Bioeng Volume: 123 Issue: 4 Pages: 419-424
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2016.11.011
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 腫瘍免疫応答の活性化を測定する抗体検査技術の開発 (2016)
  • Author(s): 二見淳一郎
  • Journal Title: バイオインダストリー Volume: 33 Pages: 19-24
• [Presentation] 腫瘍関連抗原の生産系の構築とAntigen-Spreading測定系の開発 (2018)
  • Author(s): 吉岡実咲，本莊知子，木下理恵, 二見淳一郎
  • Organizer: 第59回 日本生化学会 中国・四国支部例会
• [Presentation] エピゲノム薬を用いたがんの抗原性向上に関する基礎検討 (2018)
  • Author(s): 勝河祐希，丸山悠，Hannaneh Ahmadi，本莊知子，二見 淳一郎
  • Organizer: 第59回 日本生化学会 中国・四国支部例会
• [Presentation] 変性タンパク質への部位特異的biotin化技術を活用したNeo-antigenスクリーニング法の開発 (2018)
  • Author(s): 峯苫智晴，垣見和宏，二見淳一郎
  • Organizer: 第59回 日本生化学会 中国・四国支部例会
• [Presentation] 抗がん抗原抗体で腫瘍免疫応答をモニタリングするMUSCAT-Assay (2018)
  • Author(s): 二見淳一郎，本荘知子，吉岡実咲，勝河祐希，Hannaneh Ahmadi，木下理恵，藤枝奈緒，垣見和宏
  • Organizer: 第22回日本がん免疫学会総会
• [Presentation] 変性タンパク質への部位特異的biotin化条件の最適化とneoantigenスクリーニングへの応用 (2018)
  • Author(s): 峯苫智晴，垣見和宏，二見淳一郎
  • Organizer: 第70回日本生物工学会大会
• [Presentation] 複合免疫療法に向けたがんの抗原性向上に関する基礎検討 (2018)
  • Author(s): 勝河祐希, 丸山悠, Hannaneh Ahmadi, 本莊知子, 二見淳一郎
  • Organizer: 第70回日本生物工学会大会
• [Presentation] 抗腫瘍関連抗原抗体をバイオマーカーとした高感度測定系の開発 (2018)
  • Author(s): 吉岡実咲，本莊知子，木下理恵，二見淳一郎
  • Organizer: 第70回日本生物工学会大会
• [Presentation] 腫瘍免疫応答の活性化をモニタリングするマウス自己抗体のプロテオーム解析 (2018)
  • Author(s): 尾﨑龍之介, 勝河祐希，二見淳一郎
  • Organizer: 日本生物工学会 西日本支部 第4回講演会
• [Presentation] ペプチド転移酵素を利用した細胞質内送達リガンドの調製法の開発 (2018)
  • Author(s): 田中綾乃、宮田尚也、宮本愛、二見淳一郎
  • Organizer: 日本生物工学会 西日本支部 第4回講演会
• [Presentation] 分子内SS結合保護試薬による タンパク質の耐熱性向上 (2018)
  • Author(s): 萩本 惇史, 宮本 愛, 二見 淳一郎
  • Organizer: 日本生物工学会 西日本支部 第4回講演会
• [Presentation] 不溶化する組換えタンパク質の巻き戻しと高度利用 (2018)
  • Author(s): 二見淳一郎
  • Organizer: ライフサイエンス技術部会/反応分科会 技術セミナー
  • Invited
• [Presentation] がん免疫細胞治療（γδT 細胞治療）におけるバイオマーカーの検索 (2018)
  • Author(s): 藤枝奈緒，大平公亮，小林由香利，神原佳織，木村真之介 ，小林史弥，松下博和，二見淳一郎，垣見和宏
  • Organizer: 第52回日本成人病学会学術集会
• [Presentation] Analysis of structural propensity of epitopes for antibody against cancer specific antigen observed in cancer patients (2017)
  • Author(s): Hannaneh Ahmadi, Haruka Maruyama, Yuya Ohkawa, Tomoko Honjo, Rie Kinoshita, Junichiro Futami
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会 （ConBio2017）
• [Presentation] REIC/Dkk-3タンパク質の相互作用分子解析による抗がん免疫活性機構の解明 (2017)
  • Author(s): 羽田彩夏, 中川そらみ，木下 理恵，二見 淳一郎
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会 （ConBio2017）
• [Presentation] SH保護試薬を用いたジスルフィド結合含有タンパク質の加熱不可逆失活機構の評価 (2017)
  • Author(s): 萩本惇史, 宮本愛, 二見 淳一郎
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会 （ConBio2017）
• [Presentation] 腫瘍免疫応答の活性化をモニタリングする抗体検査診断薬の標準化 (2017)
  • Author(s): 二見淳一郎，丸山悠，新土居奈緒美，大川裕也， Hannaneh Ahmadi, 勝河祐希，吉岡実咲，本荘知子，木下理恵
  • Organizer: 第69回日本生物工学会大会
• [Presentation] 腫瘍免疫を活性化するREIC/Dkk-3タンパク質の相互作用分子の解析 (2017)
  • Author(s): 羽田彩夏, 中川そらみ，木下 理恵，二見 淳一郎
  • Organizer: 第69回日本生物工学会大会
• [Presentation] SH保護試薬によるジスルフィド結合含有タンパク質の加熱不可逆失活の抑制 (2017)
  • Author(s): 萩本惇史, 宮本愛, 二見淳一郎
  • Organizer: 第69回日本生物工学会大会
• [Presentation] 変性タンパク質の可溶化技術を利用した腫瘍免疫応答の活性化をモニタリングするコンパニオン診断薬の開発 (2017)
  • Author(s): 二見淳一郎
  • Organizer: 第41回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
• [Presentation] 複合がん免疫療法でのコンパニオン診断薬開発に向けた自家製陽性コントロールの評価 (2017)
  • Author(s): 勝河祐希、丸山悠、大川裕也、Hannaneh Ahmadi、本荘知子、二見 淳一郎
  • Organizer: 生物工学若手研究者の集い（若手会）夏のセミナー2017
• [Presentation] 自己抗原・がん抗原タンパク質の固定化法の開発 (2017)
  • Author(s): 峯苫智晴、萩本惇史、宮田尚也、二見 淳一郎
  • Organizer: 生物工学若手研究者の集い（若手会）夏のセミナー2017
• [Presentation] 腫瘍関連抗原に対するAntigen-Spreading測定系の開発 (2017)
  • Author(s): 吉岡実咲、大川裕也、本荘知子、二見 淳一郎
  • Organizer: 生物工学若手研究者の集い（若手会）夏のセミナー2017
• [Presentation] ジスルフィド結合含有タンパク質の加熱不可逆失活抑制法の開発 (2016)
  • Author(s): 萩本惇史、宮本愛、二見淳一郎
  • Organizer: 第3回 日本生物工学会 西日本支部 講演会
  • Place of Presentation: 徳島大学常三島キャンパス
  • Year and Date: 2016-12-10
• [Presentation] 受容体を介したタンパク質細胞内導入技術の開発 (2016)
  • Author(s): 宮田尚也、宮本愛、二見淳一郎、井出徹
  • Organizer: 第3回 日本生物工学会 西日本支部 講演会
  • Place of Presentation: 徳島大学常三島キャンパス
  • Year and Date: 2016-12-10
• [Presentation] 腫瘍免疫応答の活性化測定の標準化 (2016)
  • Author(s): 丸山 悠，新土居 奈緒美，大川 裕也，本荘 知子，木下 理恵，二見 淳一郎
  • Organizer: 第3回 日本生物工学会 西日本支部 講演会
  • Place of Presentation: 徳島大学常三島キャンパス
  • Year and Date: 2016-12-10
• [Presentation] 受容体を介したヒト細胞内タンパク質の標的細胞質内への送達技術の開発 (2016)
  • Author(s): 宮本 愛、宮田 尚也、萩本 惇史、二見 淳一郎
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] HEK293細胞内で不溶性として発現する全長がん抗原タンパク質の可溶化法 (2016)
  • Author(s): 新土居 奈緒美、大川 祐也、丸山 悠、正元 晃平、木戸 桃子、藤田 佳那、本荘 知子、二見 淳一郎
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] Quantitative analysis of activation of anti-tumor immunoresponce (2016)
  • Author(s): 二見 淳一郎
  • Organizer: BioJAPAN2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-10-12
• [Presentation] Quantitative analysis of antigen-spreading using water-soluble and full-length cancer antigens (2016)
  • Author(s): Junichiro Futami, Akihiro Hosoi, Hirokazu Matsushita, Kazuhiro Kakimi
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] 動物細胞内で強制発現させたがん抗原タンパク質の細胞内凝集 (2016)
  • Author(s): 正元晃平、新土居奈緒美、本荘知子、二見淳一郎
  • Organizer: 第68回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場・ANAクラウンプラザホテル富山
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] Hek293細胞を用いた全長がん抗原タンパク質の網羅的調製条件の最適化 (2016)
  • Author(s): 大川祐也、新土居奈緒美、本荘知子、二見淳一郎
  • Organizer: 第68回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 富山国際会議場・ANAクラウンプラザホテル富山
  • Year and Date: 2016-09-28
• [Remarks] 岡山大学学術成果リポジトリ：MUSCAT-Assay法の個別化医療への応用
  • URL: http://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/ja/56160
• [Remarks] タンパク質が加熱失活する過程を解析する新手法を開発～タンパク質耐熱化の設計指針に～
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id493.html