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Construction of efficient systems for generation of anti-metatypic antibody for high-sensitive detection of small molecules

Research Project

Project/Area Number 19K07033
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research InstitutionKobe Pharmaceutical University

Principal Investigator

Oyama Hiroyuki  神戸薬科大学, 薬学部, 准教授 (80572966)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森田 いずみ  神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (20299085)
小林 典裕  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (90205477)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords免疫測定法 / 抗メタタイプ抗体 / scFv / 抗体ライブラリー / ハプテン / サンドイッチELISA / 抗体工学 / ファージ提示 / ファーージ提示 / タンパク質工学
Outline of Research at the Start

イムノクロマト法に代表されるサンドイッチ型の免疫測定法は、簡便で多検体の同時処理が可能なため医療機関での迅速な診断に不可欠である。疾患に関連するバイオマーカーの多くは低分子化合物(ハプテン)であるが、その分子サイズゆえにサンドイッチ法への適用は原理的に困難であった。本研究では、ハプテン-抗ハプテン抗体複合体を認識する抗体を創製し、ハプテンの高感度なサンドイッチ法の開発に挑戦する。その際、動物の免疫に頼ることなく、人工の抗体ライブラリーから新規に開発した特異抗体提示ファージの選択法を用いることにより、希少な抗複合体抗体の獲得を可能にする。

Outline of Final Research Achievements

Immunoassay using antigen-antibody reactions are frequently used in clinical testing and diagnostics. Sandwich ELISAs use two different types of antibodies to achieve high sensitivity and specificity, but in principle it has been difficult to apply them to small molecules (haptens). Anti-metatypic antibodies are special antibodies that recognize antigen-antibody complexes and are the key material to establishing sandwich ELISAs for haptens. However, it was difficulted to generation them by the conventional method of immunizing animals. In this study, an array-type screening method was used to prepare an efficient system for generating mutant antibodies that exhibit anti-metatypic activity from antibody-displaying phage libraries. The mutant antibodies obtained enabled sandwich ELISA for thyroxine.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究は抗体ライブラリーの活用と目的の抗体分子種を選択する新たな方法の組み合わせであり、類例はほとんどない。免疫複合体に高い選択性を示す抗メタタイプ抗体の効率的な調製は、従来不可能であったステロイドやビタミン類のサンドイッチ型測定法の構築が容易となる。結果として、検体の測定感度が飛躍的に改善されるうえ操作性にも優れ、臨床診断や現場分析に大きく貢献すると思われる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] NanoLuc luciferase as a suitable fusion partner of recombinant antibody fragments for developing sensitive luminescent immunoassays2021

    • Author(s)
      Oyama Hiroyuki, Kiguchi Yuki, Morita Izumi, Miyashita Takayuki, Ichimura Akiyoshi, Miyaoka Hiroko, Izumi Aki, Terasawa Sayaka, Osumi Natsumi, Tanaka Hiroki, Niwa Toshifumi, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 1161 Pages: 238180-238180

    • DOI

      10.1016/j.aca.2020.12.055

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The VH framework region 1 as a target of efficient mutagenesis for generating a variety of affinity-matured scFv mutants2021

    • Author(s)
      Kiguchi Yuki, Oyama Hiroyuki, Morita Izumi, Nagata Yasuhiro, Umezawa Naoko, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 8201-8201

    • DOI

      10.1038/s41598-021-87501-7

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Clonal array profiling of scFv-displaying phages for high-throughput discovery of affinity-matured antibody mutants2020

    • Author(s)
      Kiguchi Yuki, Oyama Hiroyuki, Morita Izumi, Morikawa Mai, Nakano Asuka, Fujihara Wakana, Inoue Yukari, Sasaki Megumi, Saijo Yuki, Kanemoto Yuki, Murayama Kaho, Baba Yuki, Takeuchi Atsuko, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 14103-14103

    • DOI

      10.1038/s41598-020-71037-3

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Immunochemical monitoring of psilocybin and psilocin to identify hallucinogenic mushrooms2020

    • Author(s)
      Morita Izumi, Oyama Hiroyuki, Kiguchi Yuki, Oguri Akari, Fujimoto Natsumi, Takeuchi Atsuko, Tanaka Rie, Ogata Jun, Kikura-Hanajiri Ruri, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 190 Pages: 113485-113485

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2020.113485

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seeking high-priority mutations enabling successful antibody-breeding: systematic analysis of a mutant that gained over 100-fold enhanced affinity2020

    • Author(s)
      Oyama Hiroyuki, Kiguchi Yuki, Morita Izumi, Yamamoto Chika, Higashi Yuka, Taguchi Miku, Tagawa Tatsuya, Enami Yuri, Takamine Yuriko, Hasegawa Hanako, Takeuchi Atsuko, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 4807-4807

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61529-7

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PM Q-probe: A fluorescent binding protein that converts many antibodies to a fluorescent biosensor2020

    • Author(s)
      Dong Jinhua、Miyake Chihiro、Yasuda Takanobu、Oyama Hiroyuki、Morita Izumi、Tsukahara Tomoya、Takahashi Masaki、Jeong Hee-Jin、Kitaguchi Tetsuya、Kobayashi Norihiro、Ueda Hiroshi
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 165 Pages: 112425-112425

    • DOI

      10.1016/j.bios.2020.112425

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  • [Presentation] ストレプトアビジン結合ペプチド融合scFvを用いる抗体固定化ELISA系の開発2022

    • Author(s)
      大山浩之, 山越悠可, 池田あさひ, 森田いずみ, 木口裕貴, 小林典裕
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    • Author(s)
      木口裕貴, 大澤愛, 平野圭一郎, 反田瞳, 中村仁美, 大山浩之, 森田いずみ, 小林典裕
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      上田宏, 董金華, 三宅千絢, 安田貴信, 橋昌樹, 大山浩之, 森田いずみ, 小林典裕
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  • [Presentation] 高感度な発光ELISAを目的とするscFv融合用レポーター酵素の比較検討2020

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      大山浩之, 木口裕貴, 森田いずみ, 丹羽俊文, 小林典裕
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  • [Presentation] マジックマッシュルーム中シロシビン、シロシンのELISA2020

    • Author(s)
      森田いずみ, 大山浩之, 木口裕貴, 田中理恵, 花尻(木倉)瑠理, 小林典裕
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      第70回日本薬学会関西支部総会・大会
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      木口裕貴, 大山浩之, 森田いずみ, 小林典裕
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      第70回日本薬学会関西支部総会・大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] In vitro affinity maturation of anti-cortisol antibodies to develop sensitive immunoassays2019

    • Author(s)
      Oyama Hiroyuki, Morita Izumi, Kiguchi Yuki, Kobayashi Norihiro
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      23rd IFCC-EFLM European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of monoclonal antibodies for on-site analysis of psilocin and psilocybin in hallucinogenic mushrooms2019

    • Author(s)
      Morita Izumi, Oyama Hiroyuki, Tanaka Rie, Kikura-Hanajiri Ruri, Kobayashi Norihiro
    • Organizer
      23rd IFCC-EFLM European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 試験管内親和性成熟を目的とする抗メタンフェタミン硫酸抱合体一本鎖Fvフラグメントの作製2019

    • Author(s)
      大山浩之, 森田いずみ, 砂川偉皓, 木口裕貴, 吉田武美, 上田宏, 小林典裕
    • Organizer
      日本法中毒学会第38年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 試験管内親和性成熟を目的とする抗シロシビン一本鎖Fvフラグメントの作製2019

    • Author(s)
      森田いずみ, 大山浩之, 木口裕貴, 田中理恵, 花尻(木倉)瑠理, 上田宏, 小林典裕
    • Organizer
      日本法中毒学会第38年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 高感度免疫測定法の開発を目的とする抗コルチゾール抗体の試験管内親和性成熟2019

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      大山浩之, 森田いずみ, 木口裕貴, 小林典裕
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
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  • [Presentation] 幻覚性キノコ成分のオンサイト分析を目的とするシロシンシリル化体に対する新規モノクローナル抗体の作製2019

    • Author(s)
      森田いずみ, 大山浩之, 田中理恵, 花尻(木倉)瑠理, 小林典裕
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ナンセンス変異を持つscFv遺伝子産物の構造および機能解析2019

    • Author(s)
      木口裕貴, 大山浩之, 森田いずみ, 竹内敦子, 小林典裕
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 免疫測定法の高感度化を目指す高親和力抗コルチゾール変異抗体の効率的創製2019

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      木口裕貴, 大山浩之, 森田いずみ, 中野明日香, 森川真衣, 小林典裕
    • Organizer
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  • [Presentation] 幻覚性キノコの高感度で簡易な鑑定を目指す抗シロシビン抗体の試験管内親和性成熟2019

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      平野圭一郎, 木口裕貴, 大山浩之, 森田いずみ, 田中理恵, 花尻(木倉)瑠理, 小林典裕
    • Organizer
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
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  • [Presentation] 抗エストラジオールscFvの試験管内成熟過程の系統的解析2019

    • Author(s)
      東優花, 田口美空, 大山浩之, 木口裕貴, 森田いずみ, 小林典裕
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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      桒原優衣, 大山浩之, 森田いずみ, 小林典裕
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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      木口裕貴, 大山浩之, 森田いずみ, 村山佳穂, 小林典裕
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] H鎖可変部FR1を変異導入の標的とした抗エストラジオールscFvの試験管内親和性成熟2019

    • Author(s)
      田口美空, 永田泰大, 梅澤直子, 東優花, 大山浩之, 木口裕貴, 森田いずみ, 小林典裕
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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