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2017 Fiscal Year Research-status Report

抗膜蛋白質抗体の親和性成熟系の構築

Research Project

Project/Area Number 17K19007
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

河原 正浩  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50345097)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2019-03-31
Keywordsシグナル伝達 / 抗体 / 膜蛋白質 / スクリーニング / 親和性成熟
Outline of Annual Research Achievements

膜蛋白質は医療における重要なターゲットであり、膜蛋白質抗原に対する高特異性・高親和性抗体を迅速、簡便かつ確実に取得する系の開発が必要とされている。そこで本研究では、動物細胞膜上に提示させた標的膜蛋白質抗原と結合する特異的抗体をin vitroで迅速・簡便に選択でき、さらに抗原に対してより高親和性の抗体を簡便に得るための技術開発に挑戦する。具体的には、標的膜蛋白質抗原と、二量体形成により増殖シグナルを伝達する受容体を連結した融合蛋白質を細胞表面に発現させる。この細胞に二量体化抗体ライブラリーを発現させると、抗原特異的抗体は、その分泌元の細胞表面の抗原‐受容体融合蛋白質に優先的に結合して増殖シグナルを伝達する。従って、細胞増殖を指標として簡便に抗原特異的抗体遺伝子を発現する細胞を選択できる。このとき、抗体の二量体化を小分子リガンド依存的に制御する仕組みを導入し、リガンド濃度を変化させることで、より高い親和性の抗体を得る手法を開発する。
本年度は、標的膜蛋白質抗原としてErbB2、二量体形成により増殖シグナルを伝達する受容体としてIL-6受容体のシグナル伝達サブユニットgp130を用いて抗原側の融合蛋白質を構築した。一方、二量体化抗体側は、既知の抗ErbB2一本鎖抗体クローンと小分子リガンドAP20187依存的に二量体を形成するFKBP(F36V変異体)を用いて融合蛋白質を構築した。構築した融合蛋白質遺伝子をそれぞれ別の抗生物質耐性マーカーを持つレトロウイルスベクターに組み込み、Ba/F3細胞に導入した。抗生物質選択後の細胞に対してウエスタンブロッティングを行った結果、双方の融合蛋白質の発現が確認できた。増殖アッセイを行った結果、リガンドAP20187依存的に細胞が増殖することが確認できた。従って、本系によって抗膜蛋白質抗体の結合性を評価できることが示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は増殖誘導型の抗原/受容体融合蛋白質とリガンド依存性二量体化抗体の構築と、細胞増殖をリードアウトとする結合性評価系の検証が目標であった。実際に膜蛋白質ErbB2とそれに対する抗体クローンを用いて実験した結果、リガンド依存的な細胞増殖活性が見られたことから、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本系をベースにして抗体ライブラリースクリーニングを行い、抗膜蛋白質抗体の親和性成熟を実現できるかを検証する。
また、増殖シグナル伝達型受容体の代わりに死シグナル伝達型受容体を用い、既存の抗体クローンを用いた二量体化抗体と競合させて親和性成熟抗体を得る系も開発する。

Causes of Carryover

研究の進捗状況から、研究に必要な物品が次年度に生じることが予想されたため、次年度使用額が生じた。主に物品費、旅費に支出する予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Dissection of Signaling Events Downstream of the c-Mpl Receptor in Murine Hematopoietic Stem Cells Via Motif-Engineered Chimeric Receptors2018

    • Author(s)
      Saka Koichiro、Lai Chen-Yi、Nojima Masanori、Kawahara Masahiro、Otsu Makoto、Nakauchi Hiromitsu、Nagamune Teruyuki
    • Journal Title

      Stem Cell Rev. Rep.

      Volume: 14 Pages: 101~109

    • DOI

      10.1007/s12015-017-9768-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microfluidic preparation of anchored cell membrane sheets for in vitro analyses and manipulation of the cytoplasmic face2017

    • Author(s)
      Izuta Shin、Yamaguchi Satoshi、Misawa Ryuji、Yamahira Shinya、Tan Modong、Kawahara Masahiro、Suzuki Tomoko、Takagi Tomoko、Sato Kae、Nakamura Motonao、Nagamune Teruyuki、Okamoto Akimitsu
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 7 Pages: 14962

    • DOI

      10.1038/s41598-017-14737-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞内シグナル伝達の合成生物工学2017

    • Author(s)
      河原 正浩
    • Organizer
      第7 回合成生物工学シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Development of an Epitope selective Antibody Selection System Using a Cell Survival as a Readout2017

    • Author(s)
      Akihiro Eguchi, Teruyuki Nagamune, Masahiro Kawahara
    • Organizer
      YABEC2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 狙った結合部位上における抗体親和性成熟系の開発2017

    • Author(s)
      江口 晃弘、長棟 輝行、河原 正浩
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会 (ConBio2017)
  • [Presentation] モチーフのフェノタイプスクリーニングによる細胞運命制御受容体の効率的な開発2017

    • Author(s)
      梅根 輝来人、長棟 輝行、河原 正浩
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会 (ConBio2017)
  • [Presentation] 細胞生存を指標としたエピトープ選択的抗体選択法の開発2017

    • Author(s)
      江口 晃弘、長棟 輝行、河原 正浩
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
  • [Presentation] 効率的な細胞運命制御を指向したチロシンモチーフのスクリーニング2017

    • Author(s)
      梅根 輝来人、長棟 輝行、河原 正浩
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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