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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Creation of antibody specific nucleic acid aptamers and their application to bio- process- and clinical analyses

Research Project

Project/Area Number 19H03360
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

轟木 堅一郎  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (70341451)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林 秀樹  岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (00419665)
橋本 博  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40336590)
池袋 一典  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 卓越教授 (70251494)
鈴木 昭夫  岐阜大学, 医学部附属病院, 准教授 (80775148)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords抗体医薬分析 / DNAアプタマー / バイオアナリシス
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き市販抗体医薬および抗体薬物複合体に対する抗イディオタイプDNAアプタマーの探索を行い、抗体医薬7種(trastuzumab、infliximab、nivolumab、tocilizumab、rituximab、ramucirumab)およびADC1種(trastuzumab emtansine)に対するアプタマーを構築したSELEX法および後述する新規探索法により獲得した。これらの配列はいずれも解離定数が10-200 nM程度と一部は改良の余地があるものの、標的医薬に対して高い親和性を有していた。また、これら配列は、in silicoドッキングシミュレーションの結果から、いずれも可変部に結合することが示唆されその高い特異性が示唆された。これらを捕捉分子とする多検体血中薬物濃度分析法(ELAA法)およびその改良法への適用と分析バリデーションを行い、nivolumabを始めとするがんおよび関節リウマチ患者の血漿試料分析を進めている。
また、昨年度より開始した、タンパク質精製用LCと超大量DNAを用いたアプタマー候補DNAの簡便かつ迅速な探索法をアップデートし、次世代シークエンス解析により得られた数万種類の配列からの候補配列を絞り込むためのアルゴリズム(Smart Aptamerなど)の利用、候補配列の抗イディオタイプ性の評価や、配列改善の指針を得るためのin silico解析フォーマット(H-DOCKなど)の整備を行い、今後、更なる対象抗体医薬の拡大や、自己抗体、疾患関連タンパクに対する特異性の高いDNAアプタマーの獲得に繋がる知見や技術的ノウハウを得ることができた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Development of a DNA aptamer that binds to the complementarity-determining region of therapeutic monoclonal antibody and affinity improvement induced by pH-change for sensitive detection2022

    • Author(s)
      Saito Taro、Shimizu Yutaka、Tsukakoshi Kaori、Abe Koichi、Lee Jinhee、Ueno Kinuko、Asano Ryutaro、Jones Brian V.、Yamada Tomohiro、Nakano Tatsuki、Tong Jiaxing、Hishiki Asami、Hara Kodai、Hashimoto Hiroshi、Sode Koji、Toyo’oka Toshimasa、Todoroki Kenichiro、Ikebukuro Kazunori
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 203 Pages: 114027~114027

    • DOI

      10.1016/j.bios.2022.114027

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a Lateral Flow Assay for Bevacizumab Using an Anti-Idiotype DNA Aptamer as a Capture Molecule2022

    • Author(s)
      TODOROKI Kenichiro、ISOBE Ryota、YAMADA Tomohiro、SAITO Taro、SHIMIZU Yutaka、TSUKAKOSHI Kaori、SUGIYAMA Eiji、MIZUNO Hajime、HAYASHI Hideki、IKEBUKURO Kazunori
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 43 Pages: 73~77

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2022.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ADCのバイオアナリシスの現状2021

    • Author(s)
      轟木堅一郎
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 36 Pages: 570-576

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] IgGを認識するアプタマー2021

    • Author(s)
      轟木堅一郎
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 36 Pages: 1436-1440

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 抗イディオタイプDNAアプタマーを捕捉分子とする簡易薬物濃度定量用イムノクロマトグラフィー法の開発2021

    • Author(s)
      磯部亮太
    • Organizer
      第28回クロマトグラフィーシンポジウム
  • [Presentation] Bioanalytical methods for therapeutic monoclonal antibodies2021

    • Author(s)
      Kenichiro TODOROKI
    • Organizer
      INDO-JAPAN SAKURA SCIENCE CAFE
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Efficient screening of high-affinity DNA aptamers for nivolumab and binding evaluation of the acquired aptamers2021

    • Author(s)
      Taisei HOJO
    • Organizer
      The 31st International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bioanalysis of therapeutic monoclonal antibodies using DNA aptamers as new affinity ligands2021

    • Author(s)
      Kenichiro TODOROKI
    • Organizer
      The 31st International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 抗イディオタイプ DNA アプタマーを捕捉分子とする抗体医薬濃度定量用イムノクロマトグラフィー法の開発2021

    • Author(s)
      磯部亮太
    • Organizer
      第18回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
  • [Presentation] 抗体医薬Nivolumabに対する高親和性DNAアプタマーの効率的な探索と獲得したアプタマーの結合能評価2021

    • Author(s)
      北條泰成
    • Organizer
      第33回バイオメディカル分析化学シンポジウム
  • [Presentation] DNAアプタマーを利用する抗体医薬のバイオアナリシス2021

    • Author(s)
      轟木堅一郎
    • Organizer
      第52回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Invited
  • [Presentation] 抗体医薬に対する高親和性DNAアプタマーの効率的な探索法の構築2021

    • Author(s)
      小林直央
    • Organizer
      第52回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • [Presentation] 抗体医薬の新規バイオアナリシス法の開発2021

    • Author(s)
      轟木堅一郎
    • Organizer
      第61回 日本臨床化学会年次学術大会
    • Invited
  • [Presentation] 3種抗体医薬に対する高親和性DNAアプタマーの効率的な探索とその評価2021

    • Author(s)
      小林直央
    • Organizer
      新アミノ酸分析研究会第11回学術講演会
  • [Presentation] 診断と創薬を目指したDNAアプタマー開発2021

    • Author(s)
      轟木堅一郎
    • Organizer
      第3回 静岡県3大学連携シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 抗イディオタイプDNAアプタマー固定化セファロースを用いる抗体医薬のアフィニティー精製法の開発2021

    • Author(s)
      濵田大地
    • Organizer
      第32回クロマトグラフィー科学会議
  • [Remarks] 静岡県立大学研究者データベース(轟木堅一郎)

    • URL

      https://db.u-shizuoka-ken.ac.jp/show/prof436.html

  • [Remarks] 所属研究室(静岡県立大学薬学部生体機能分子分析学分野)の研究内容紹介

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/~analchem/research2.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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