Development of an advanced protein linking technology for generating innovative biopharmaceuticals

• Project/Area Number: 17K08368
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Drug development chemistry
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: NAKANISHI Takeshi 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20422074)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 抗体 / バイオ医薬 / タンパク質工学 / 遺伝子 / 蛋白質 / バイオテクノロジー

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to establish the technology for the development of next-generation antibody therapeutics by advancing our protein linking method based on the hetero-tetramerization of the peptides. First, we succeeded in preparing the trispecific antibody by imparting different specificity to the previously produced bispecific antibody. Furthermore, we successfully produced the functional bispecific antibody-drug conjugate, indicating that our protein linking method is useful for construction of drug delivery system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗体医薬は、がんやリウマチなど治療が難しい疾患に対する副作用の少ない治療薬として期待され、その重要性はますます高まっている。その一方で、高額な治療費が課題とされていることから、治療費の低減に向けた取り組みは医療経済的観点から重要である。本研究では、抗体高機能化技術の高度化を達成できたことから、抗体医薬の機能向上による低用量化を通じて、抗体治療の低コスト化に貢献できると期待される。

Research Products

• [Journal Article] Chemically Crosslinked Bispecific Antibodies for Cancer Therapy: Breaking from the Structural Restrictions of the Genetic Fusion Approach (2020)
  • Author(s): Ueda Asami, Umetsu Mitsuo, Nakanishi Takeshi, Hashikami Kentaro, Nakazawa Hikaru, Hattori Shuhei, Asano Ryutaro, Kumagai Izumi
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: 21 Issue: 3 Pages: 711-714
  • DOI: 10.3390/ijms21030711
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Construction of a Circularly Connected VHH Bispecific Antibody (Cyclobody) for the Desirable Positioning of Antigen-Binding Sites. (2020)
  • Author(s): Hemmi S, Asano R, Kimura K, Umetsu M, TNakanishi T, Kumagai I, Makabe K.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 523(1) Issue: 1 Pages: 72-77
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.12.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Build-up Functionalization of anti-EGFR × anti-CD3 Bispecific Diabodies by Integrating High-Affinity Mutants and Functional Molecular Formats. (2020)
  • Author(s): Asano R, Hosokawa K, Taki S, Konno S, Shimomura I, Ogata H, Okada M, Arai K, Nakanishi T, Onitsuka M, Omasa T, Umetsu M, Kumagai I.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 10(1) Issue: 1 Pages: 4913-4913
  • DOI: 10.1038/s41598-020-61840-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Generation of the Rat Monoclonal Antibody Against the Extracellular Domain of Human CD63 by DNA Immunization (2020)
  • Author(s): Xu Liu、Ihara Kan-ichiro、Yoshimura Saori、Konno Daijiro、Tachibana Akira、Nakanishi Takeshi、Tachibana Taro
  • Journal Title: Monoclonal Antibodies in Immunodiagnosis and Immunotherapy Volume: - Issue: 3 Pages: 74-76
  • DOI: 10.1089/mab.2020.0007
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Soluble expression in Escherichia coli of a single-domain antibody-tumor necrosis factor α fusion protein specific for epidermal growth factor receptor. (2018)
  • Author(s): Tomohiro Osaki, Takeshi Nakanishi, Motoshi Aoki, Takahiro Omizu, Daisuke Nishiura, Masaya Kitamura
  • Journal Title: Monoclon. Antib. Immunodiagn. Immunother. Volume: 37 Issue: 1 Pages: 20-25
  • DOI: 10.1089/mab.2017.0051
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Affinity maturation of humanized anti-epidermal growth factor receptor antibody using a modified phage-based open sandwich selection method. (2018)
  • Author(s): Hideaki Sanada, Kazuki Kobayashi, Takamitsu Maru, Takeshi Nakanishi, Mitsuo Umetsu, Ryutaro Asano, Izumi Kumagai
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 8 Issue: 1 Pages: 5414-5414
  • DOI: 10.1038/s41598-018-23796-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] タウを標的とするラビットモノクローナル抗体のヒト化 (2019)
  • Author(s): 神所 真佑，立花 太郎，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 2種のErbB受容体を標的とする二重特異性抗体薬物複合体の作製 (2019)
  • Author(s): 小野 慶祐，中川 里彩，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] がん細胞とエクソソームを標的とする二重特異性抗体の作製 (2019)
  • Author(s): 藤本 裕生，森口 誠也，立花 太郎，立花 亮，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] ヘテロ会合ペプチドの融合による三重特異性抗体の作製 (2019)
  • Author(s): 角南 哲也，中村 すみれ，中村 亮太，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] シングルドメイン抗体の融合によるIgG様二重特異性T細胞リクルート抗体の構築 (2018)
  • Author(s): 中西 猛，津村 千尋，北村 昌也
  • Organizer: 第18回日本蛋白質科学会年会
• [Presentation] ドメイン交換によるIgG様三重特異性T細胞リクルート抗体の改変 (2018)
  • Author(s): 中村 亮太，津村 千尋，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] HER2を標的とするIgG様バイパラトピック抗体薬物複合体の作製 (2018)
  • Author(s): 福富 秀平，池内 祐介，平川 泰史，岩瀬 瑛大，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] シングルドメイン抗体を利用したIgG様二重特異性抗体の作製 (2017)
  • Author(s): 津村 千尋，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [Presentation] がん関連抗原を標的とするIgG様二重特異性T細胞リクルート抗体の作製 (2017)
  • Author(s): 中西 猛，津村 千尋，北村 昌也
  • Organizer: 第26回ポリマー材料フォーラム
• [Presentation] 2種のがん関連抗原を標的とする三重特異性T細胞リクルート抗体の作製 (2017)
  • Author(s): 中村 亮太，津村 千尋，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] HER2を標的とするIgG様二重パラトープ抗体の作製 (2017)
  • Author(s): 池内 祐介，平川 泰史，岩瀬 瑛大，北村 昌也，中西 猛
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [Remarks] 北村研究室ホームページ
  • URL: http://www.bioa.eng.osaka-cu.ac.jp/bic/