ヒト全遺伝子を網羅するペプチドチップの構築と病態解析への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13202056
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 国松 己歳 名古屋市立大学, 医学部, 講師 (70145746)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山川 洋右 名古屋市立大学, 医学部, 助教授 (40148284)
• Keywords: ペプチドチップ / 自己抗原 / epiplakin / グラビン / 自己抗体 / 自己免疫疾患

Research Abstract

本研究の基本概念は、ヒト全たんぱく質のアミノ酸配列を含むペプチドチップを化学合成しタンパク質のアミノ酸配列上に秘められた機能情報(エピトープやタンパク質間結合部位)の解読と、抗原チップや抗体チップを作製し自己免疫疾患の診断や癌免疫への応用である。そこでヒトゲノム情報をもとに標的蛋白質間の分子認識領域の解明とその臨床応用を目的に標的蛋白質の全アミノ酸配列を網羅する世界初の全自動ペプチドチップ合成機の作製とその測定および解析システムを樹立した。本システムは1枚の活性化膜上に最大5600種類のペプチドを1度に合成でき、自動洗浄ユニット、活性化アミノ酸のクーリングユニットを作製しペプチドチップ合成機の完全自動化を実現し、ヒトゲノム情報をもとに標的蛋白質を網羅的ペプチドの側面から機能領域の解析できるツールを確立した。応用として自己免疫疾患患者血清中の自己抗体を用いた新規自己抗原epiplakinのクローニングと本ペプチドチップを用いた自己抗原エピトープ領域の解析に成功した。また重症筋無力症患者血清より抗アセチルコリン受容体抗体とは別にグラビン自己抗体を見出し、そのB細胞抗原エピトープを決定した。これらの結果は自己免疫疾患の高感度マススクリーニングの診断薬に応用されつつある。全網羅的天然型トリ、テトラペプチドチップおよびアミノ酸誘導体、D-体アミノ酸を特定網羅した非天然トリ、テトラペプチドチップの作製と創薬的酵素阻害剤、酵素活性化剤のスクリーニング法の開発への応用や本システムを癌、感染症など各種疾患における標的蛋白質間の分子認識領域解明の知見を診断と治療に応用するべく現在1枚の膜上に1万種類のペプチドを作製する合成機の基本設計が終了し試作機の試運転中である。また本システムの世界制覇をめざし、ペプチドチップのさらなる高密度化、作製の高速化を実現すべく企業と共同開発中である。

Research Products

• [Publications] Zhang, H., Yamamoto, Y., Shumiya, S., Kunimatsu, M., Nishi, K., Okubo: "Peptidases play an important role in cataractogenesis:An immunohistochemical study on lenses derived from Shumiya cataract rats"Immunohistochemistry. (in press). (2002)
• [Publications] Sasaki, H., Kunimatsu, M., Fujii, Y., Yamakawa, Y., Fukai, I., et al: "Autoantibody to gravin is expressed more strongly in younger and nonthymomatous patients with myasthenia gravis"Surgery Today. 31. 1036-1037 (2001)
• [Publications] Aoyama, T., Ozaki, Y., Aoki, K., Kunimatsu, M., Tada, T., Sasaki, M.: "Involvement of mu-calpain in human sperm capacitation for fertilization"Am J Reprod Immunol. 45. 12-20 (2001)
• [Publications] Fujiwara, S., Takeo, N., Otani, Y., Parry, D.A.D., Kunimatsu, M., Lu, R.: "Epiplakin,a novel member of the plakin family originally identified as a 450-kDa human epidermal autoantigen:Structure and tissue localization"Journal of Biological Chemistry. 276. 13340-13347 (2001)
• [Publications] Kawai, N., Kunimatsu, M., Tozawa, K., Sasaki, M., Kohri, K.: "Human prostate cancer cells adhere specifically to hemoglobin:a possible role in bone-specific metastasis"Cancer Letter. 171. 201-207 (2001)