Site-specific lipidation of antibodies for immunoliposome-like anti-cancer drugs

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15369
• Research Institution: Kitakyushu National College of Technology
• Principal Investigator: 高原 茉莉 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 助教 (40804563)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 両親媒性ペプチド / イムノリポソーム / 抗体 / 脂質修飾 / 微生物由来トランスグルタミナーゼ

Outline of Annual Research Achievements

本研究においては、高い薬物搭載量のリポソーム及び標的特異性に優れた抗体の利点を最大限に生かした、抗体を係留したリポソーム (イムノリポソーム) 開発に向けて、微生物由来トランスグルタミナーゼ (MTG) を介した部位特異的に脂質化抗体を合成することである。MTGとは、特定のグルタミン (Q) およびリジン (K) 側鎖間の架橋反応を触媒する酵素である。本年度は、MTG反応を介して抗体へ修飾可能な脂質ペプチド基質の設計を行なった。具体的には、リポソームの係留部位として飽和脂肪酸 (Cn)が、ポリエチレングリコール (PEG) リンカーを介してMTG基質配列に付与された、脂質化ペプチド基質 (Cn-PEG-RHK) を設計した。このRHK基質配列は、塩基性アミノ酸R及びHと隣接することでMTGが認識可能なリジン (K) となり、RHK配列の親水性と飽和脂肪酸の疎水性により両親媒性を示す。さらに昨年度まで用いた脂質化ペプチド基質 (Cn-G3S-RHK) のG3SリンカーをPEGと変更することで抗体とのMTG反応効率の向上を狙った。
抗体用の脂質化ペプチド基質は、乳がん細胞に過剰発現したHer受容体と相互作用するHer2抗体をモデルとしてMTG反応条件の最適化を行なった。抗体はまず脱糖鎖酵素PNGaseFによりMTGが認識可能なグルタミン (Q) を露出させた後、脂質化ペプチド (Cn-PEG-RHKもしくはCn-G3S-RHK) を過剰量添加してMTG反応を行なったところ、Cn-PEG-RHKを添加した場合は抗体への脂質化ペプチドラベルが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

昨年度に苦戦していた抗体へラベル可能な脂質化ペプチド基質の最適化を達成し、得られた脂質化抗体の精製法も概ね確立したため。

Strategy for Future Research Activity

得られた脂質化抗体の脂質修飾率をLC-MSで定量し、脂質修飾サイトまで同定する。脂質化抗体の機能性はHer2過剰発現細胞に作用させて評価する。その後、リポソームと脂質化抗体を相互作用させてイムノリポソームを作成し、物性評価する。

Causes of Carryover

研究を十分遂行できなかった休職期間を挟んだため。