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ルール抽出の指向的進化サイクルによるがん治療低分子抗体の創出

Research Project

Project/Area Number 16J04866
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biofunction/Bioprocess
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

杉山 在生人  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords蛋白質工学 / 抗体工学 / スクリーニング / 進化工学的手法 / がん治療 / 二重特異性抗体
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、高い薬効を有するがん治療抗体を効率的、かつ確実に取得する手法を開発し、薬効発現の必要条件を抽出しながら高薬効抗体を設計していく方法論の提案を目標としている。本年度は、これまでの研究により確立した利便性の高い低分子抗体スクリーニング系にファージ提示法を使った進化工学的手法を組み合わせることで従来手法よりも高い効率で有望クローンを取得することに成功した(1).また,低分子抗体であるディアボディのリンパ球活性化度を評価する手法の確立に成功し,かつ,標的分子に対する結合活性,および細胞傷害活性とリンパ球活性化能力に相関があることを見出した(2).

具体的には,1. Her2に対する結合性抗体をM13ファージウイルスに提示させ,バイオパニングによって取得することに成功した.本バイオパニングには,昨年度作製した乳癌等で過剰発現が認められるHER2の細胞外領域の全長、細胞外領域の1ドメイン、ペプチド鎖のサイズの異なる各HER2断片を標的分子として利用した.実際に取得した結合性抗体はHer2特異的に結合することがわかった.さらに取得されたHer2結合性抗体とがん細胞に過剰発現するEGFRに対する結合性抗体から二重特異性抗体を構築し,大腸菌にて発現,精製したところ,この二重特異性抗体はHer2陽性細胞に対して高い細胞傷害活性を示し,その有効性を証明することができた.
2.ディアボディは結合価数が1であるため,がん細胞の非存在下ではリンパ球を活性化せず,がん細胞とリンパ球がいずれも存在するときのみディアボディのリンパ球活性化能が発現することがわかった.また,リンパ球に対する結合活性が向上してもディアボディのリンパ球活性化能には寄与しなかったのに対し,がん細胞に対する結合活性の向上はリンパ球活性化能を向上させることが明らかになった.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] High-throughput cytotoxicity and antigen-binding assay for screening small bispecific antibodies without purification2018

    • Author(s)
      Sugiyama Aruto、Umetsu Mitsuo、Nakazawa Hikaru、Niide Teppei、Asano Ryutaro、Hattori Takamitsu、Kumagai Izumi
    • Journal Title

      JBB

      Volume: - Issue: 2 Pages: 31237-31239

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.02.007

    • NAID

      40021645320

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation of camelid VHH bispecific constructs via in-cell intein-mediated protein trans-splicing2017

    • Author(s)
      Yuki Shibuya, Natsuki Haga, Ryutaro Asano, Hikaru Nakazawa, Takamitsu Hattori, Daisuke Takeda Aruto Sugiyama, Reiko Kurotani, Izumi Kumagai, Mitsuo Umetsu, Koki Makabe
    • Journal Title

      Protein Engineering, Design & Selection

      Volume: 30 Pages: 15-21

    • DOI

      10.1093/protein/gzw057

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A semi high-throughput method for screening small bispecific antibodies with high cytotoxicity2017

    • Author(s)
      Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Teppei Niide, Tomoko Onodera, Katsuhiro Hosokawa, Shuhei Hattori, Ryutaro Asano, Izumi Kumagai
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: -

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 高薬効な二重特異性抗体スクリーニングの高度化を目指したリンパ球活性化能の評価系検討2017

    • Author(s)
      ○杉山在生人, 梅津光央, 中澤光, 熊谷泉
    • Organizer
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] What are the Rules for Designing Small Antibodies with High Cytotoxicity2017

    • Author(s)
      ○Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Niide and Izumi Kumagai
    • Organizer
      ACB 2017 (The 13th Asian Congress on Biotechnology 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] high-throughput method screening of small bispecific antibody for cancer therapy2017

    • Author(s)
      ○Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Niide and Izumi Kumagai
    • Organizer
      ICONAN (International Conference on Nanomedicine and Nanobiotechnology)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Can all Bispecific Antibodies Activate T-lymphocyte2017

    • Author(s)
      ○Aruto Sugiyama, Manon Wayere, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu and Izumi Kumagai
    • Organizer
      IMETI (The Sixth International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simple quantitative cytotoxicity & binding screening process of recombinant antibody library2016

    • Author(s)
      Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Nide, Takamitsu Hattori, and Izumi Kumagai
    • Organizer
      Campus Asia Summer School 2016
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 精製プロセスを伴わない低分子抗体の定量的薬効・蛋白質間相互作用スクリーニング2016

    • Author(s)
      杉山在生人, 梅津光央, 中澤光, 浅野竜太郎, 二井手哲平, 服部峰充, 熊谷泉
    • Organizer
      第68回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2016-08-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 大腸菌の培養上清を用いた定量的な薬効・蛋白質間相互作用スクリーニングプロセスの開発2016

    • Author(s)
      杉山在生人, 梅津光央, 中澤光, 二井手哲平, 服部峰充, 熊谷泉
    • Organizer
      生物工学会若手会夏のセミナー
    • Place of Presentation
      ホテルコンチネンタル府中(東京都・府中市)
    • Year and Date
      2016-07-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantitative screening for highly cytotoxic bispecific antibody without purification process2016

    • Author(s)
      Aruto Sugiyama, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Niide, Izumi Kumagai and Mitsuo Umetsu
    • Organizer
      Protein Therapeutics Summit
    • Place of Presentation
      San Francisco, CA., USA
    • Year and Date
      2016-06-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ELISA法との組合せによる未精製抗体の定量的薬効・蛋白質間相互作用スクリーニング2016

    • Author(s)
      杉山在生人, 梅津光央, 中澤光,浅野竜太郎, 二井手哲平, 服部峰充, 熊谷泉
    • Organizer
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2016-06-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 抗体断片及び該抗体を含む二重特異性抗体2018

    • Inventor(s)
      梅津光央,杉山在生人,中澤光,二井手哲平,岸本英博,村上明一
    • Industrial Property Rights Holder
      梅津光央,杉山在生人,中澤光,二井手哲平,岸本英博,村上明一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-075339
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] がん治療を目的とした二重特異性抗体の製造方法2017

    • Inventor(s)
      中村泰之,藍川晋平,近藤昭彦,梅津光央,中澤光,杉山 在生人ほか
    • Industrial Property Rights Holder
      中村泰之,藍川晋平,近藤昭彦,梅津光央,中澤光,杉山 在生人ほか
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-237252
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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