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ルール抽出の指向的進化サイクルによるがん治療低分子抗体の創出

研究課題

研究課題/領域番号 16J04866
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関東北大学

研究代表者

杉山 在生人  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード蛋白質工学 / 抗体工学 / スクリーニング / 進化工学的手法 / がん治療 / 二重特異性抗体
研究実績の概要

本研究では、高い薬効を有するがん治療抗体を効率的、かつ確実に取得する手法を開発し、薬効発現の必要条件を抽出しながら高薬効抗体を設計していく方法論の提案を目標としている。本年度は、これまでの研究により確立した利便性の高い低分子抗体スクリーニング系にファージ提示法を使った進化工学的手法を組み合わせることで従来手法よりも高い効率で有望クローンを取得することに成功した(1).また,低分子抗体であるディアボディのリンパ球活性化度を評価する手法の確立に成功し,かつ,標的分子に対する結合活性,および細胞傷害活性とリンパ球活性化能力に相関があることを見出した(2).

具体的には,1. Her2に対する結合性抗体をM13ファージウイルスに提示させ,バイオパニングによって取得することに成功した.本バイオパニングには,昨年度作製した乳癌等で過剰発現が認められるHER2の細胞外領域の全長、細胞外領域の1ドメイン、ペプチド鎖のサイズの異なる各HER2断片を標的分子として利用した.実際に取得した結合性抗体はHer2特異的に結合することがわかった.さらに取得されたHer2結合性抗体とがん細胞に過剰発現するEGFRに対する結合性抗体から二重特異性抗体を構築し,大腸菌にて発現,精製したところ,この二重特異性抗体はHer2陽性細胞に対して高い細胞傷害活性を示し,その有効性を証明することができた.
2.ディアボディは結合価数が1であるため,がん細胞の非存在下ではリンパ球を活性化せず,がん細胞とリンパ球がいずれも存在するときのみディアボディのリンパ球活性化能が発現することがわかった.また,リンパ球に対する結合活性が向上してもディアボディのリンパ球活性化能には寄与しなかったのに対し,がん細胞に対する結合活性の向上はリンパ球活性化能を向上させることが明らかになった.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] High-throughput cytotoxicity and antigen-binding assay for screening small bispecific antibodies without purification2018

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Aruto、Umetsu Mitsuo、Nakazawa Hikaru、Niide Teppei、Asano Ryutaro、Hattori Takamitsu、Kumagai Izumi
    • 雑誌名

      JBB

      巻: - 号: 2 ページ: 31237-31239

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.02.007

    • NAID

      40021645320

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of camelid VHH bispecific constructs via in-cell intein-mediated protein trans-splicing2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibuya, Natsuki Haga, Ryutaro Asano, Hikaru Nakazawa, Takamitsu Hattori, Daisuke Takeda Aruto Sugiyama, Reiko Kurotani, Izumi Kumagai, Mitsuo Umetsu, Koki Makabe
    • 雑誌名

      Protein Engineering, Design & Selection

      巻: 30 ページ: 15-21

    • DOI

      10.1093/protein/gzw057

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A semi high-throughput method for screening small bispecific antibodies with high cytotoxicity2017

    • 著者名/発表者名
      Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Teppei Niide, Tomoko Onodera, Katsuhiro Hosokawa, Shuhei Hattori, Ryutaro Asano, Izumi Kumagai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高薬効な二重特異性抗体スクリーニングの高度化を目指したリンパ球活性化能の評価系検討2017

    • 著者名/発表者名
      ○杉山在生人, 梅津光央, 中澤光, 熊谷泉
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] What are the Rules for Designing Small Antibodies with High Cytotoxicity2017

    • 著者名/発表者名
      ○Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Niide and Izumi Kumagai
    • 学会等名
      ACB 2017 (The 13th Asian Congress on Biotechnology 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] high-throughput method screening of small bispecific antibody for cancer therapy2017

    • 著者名/発表者名
      ○Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Niide and Izumi Kumagai
    • 学会等名
      ICONAN (International Conference on Nanomedicine and Nanobiotechnology)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Can all Bispecific Antibodies Activate T-lymphocyte2017

    • 著者名/発表者名
      ○Aruto Sugiyama, Manon Wayere, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu and Izumi Kumagai
    • 学会等名
      IMETI (The Sixth International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple quantitative cytotoxicity & binding screening process of recombinant antibody library2016

    • 著者名/発表者名
      Aruto Sugiyama, Mitsuo Umetsu, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Nide, Takamitsu Hattori, and Izumi Kumagai
    • 学会等名
      Campus Asia Summer School 2016
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 精製プロセスを伴わない低分子抗体の定量的薬効・蛋白質間相互作用スクリーニング2016

    • 著者名/発表者名
      杉山在生人, 梅津光央, 中澤光, 浅野竜太郎, 二井手哲平, 服部峰充, 熊谷泉
    • 学会等名
      第68回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の培養上清を用いた定量的な薬効・蛋白質間相互作用スクリーニングプロセスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      杉山在生人, 梅津光央, 中澤光, 二井手哲平, 服部峰充, 熊谷泉
    • 学会等名
      生物工学会若手会夏のセミナー
    • 発表場所
      ホテルコンチネンタル府中(東京都・府中市)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative screening for highly cytotoxic bispecific antibody without purification process2016

    • 著者名/発表者名
      Aruto Sugiyama, Hikaru Nakazawa, Ryutaro Asano, Teppei Niide, Izumi Kumagai and Mitsuo Umetsu
    • 学会等名
      Protein Therapeutics Summit
    • 発表場所
      San Francisco, CA., USA
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ELISA法との組合せによる未精製抗体の定量的薬効・蛋白質間相互作用スクリーニング2016

    • 著者名/発表者名
      杉山在生人, 梅津光央, 中澤光,浅野竜太郎, 二井手哲平, 服部峰充, 熊谷泉
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 抗体断片及び該抗体を含む二重特異性抗体2018

    • 発明者名
      梅津光央,杉山在生人,中澤光,二井手哲平,岸本英博,村上明一
    • 権利者名
      梅津光央,杉山在生人,中澤光,二井手哲平,岸本英博,村上明一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-075339
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] がん治療を目的とした二重特異性抗体の製造方法2017

    • 発明者名
      中村泰之,藍川晋平,近藤昭彦,梅津光央,中澤光,杉山 在生人ほか
    • 権利者名
      中村泰之,藍川晋平,近藤昭彦,梅津光央,中澤光,杉山 在生人ほか
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-237252
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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