高親和性抗体を用いた臨床検査用プロテインチップの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557239
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 古川 功治 東京理科大学, 生命科学研究所, 助手 (00297631)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小嶋 雅晴 極東製薬工業株式会社, 研究開発部, 部長代理 ; 中村 春木 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (80134485) ; 東 隆親 東京理科大学, 生命科学研究所, 教授 (00028234) ; 有國 尚 サイファージェンバイオシステムズ, 鎌倉研究所, 所長
• Keywords: 抗体 / 親和性成熟 / CDRループ / 抗原結合部位 / レパートリー

Research Abstract

本研究は、以下の4つを達成することを目標としている。1)高親和性抗体のデザインの確立、2)抗体発現系の確立、3)プロテインチップでの測定法の確立、4)デザインの基礎となる抗体の創製。
まず、1)については、親和性成熟の過程を反映する一連の抗NPモノクローナル抗体の構造機能相関を「H3ルール」を用いて検討することから始めた。その結果、非常に高い抗原親和性を得ることのできたクローンは、CDR-H3の構造がkinked-baseであり、かつ、ループの構造がフレキシブルであるという共通の特徴を持っており、また、これらのクローンはフレキシブルな特徴を反映するように、抗原結合に伴う構造変化のパターンを持っていることも明らかとなった。得られた知見は高親和性抗体のデザインに大きく寄与するものと考えられる。これらの結果はすでに論文発表済みである(J.Biol.Chem.276,27622-27628)。2)については、米Scripps研究所のP.Schultz博士より恵与して頂いたファージディスプレイ発現系を改変することにより本研究に見合った抗体発現系を作成し、抗体のFab部分が効率良く発現されることを確認した。現在、この系を用いて、実際に試験管内で効率良く親和性を上昇させる試みを行っている。3)については、プロテインチップ上の抗原抗体反応の質量分析計での測定を試みた。その結果、検出感度がまだ低く、チップに対する改良を加える必要があると考えられ、検討を重ねたが、いずれも測定原理上の限界があり、検出系を別の系に置き換えることを検討している。現在、(株)ベックスを研究協力者として、新しい装置の開発も含め検討を行っている。4)本計画では、ウイルス等の抗体作成を目指しているが、ここで問題となるのは、バイオハザードである。対策が急がれるウイルスであればあるほど、その取り扱いが困難となる。そこで、現在、ウイルス蛋白を部分的に合成し、そのペプチドに対する抗体を作成する試みを行っている。これまでの、ペプチド免疫は非常に効率の悪いものであったが、我々は、これを飛躍的に改善するブレークスルーを見つけたので、この方法を用いて、抗ウイルス抗体を作成していく予定である。

Research Products

• [Publications] Furukawa, K., Furukawa, A., Azuma, T.: "A Landscape for Affinity Maturation of Antibody, an Evolutionary Process in Immune Response"Protein Sci.. 10-1. 159 (2001)
• [Publications] Furukawa, K., Shirai, H., Azuma, T., Nakamura, H.: "A Role of the Third Complementarity Determining Region in the Affinity Maturation of an Antibody"J. Biol. Chem.. 276. 27622-27628 (2001)
• [Publications] 古川功治: "プロテインチップに何を託すか"細胞工学. 20. 1163-1165 (2001)
• [Publications] 古川功治: "モノクローナル抗体医薬品創製における抗原親和性"日本臨牀. 60. 445-450 (2002)