| 研究課題/領域番号 |
21K15249
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分47020:薬系分析および物理化学関連
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| 研究機関 | 崇城大学 |
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研究代表者 |
中村 仁美 崇城大学, 薬学部, 講師 (60510691)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | Fab / 安定性 / 結合親和性 / フレームワーク領域 / アミノ酸出現頻度 / 抗体 / 荷電アミノ酸 / 親和性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
迅速かつ適切な血清療法が可能となった現在ではハブに咬まれて死亡する例は稀になっているものの、治療に用いる抗血清は筋壊死抑制効果が低いために、運動障害などの後遺症が問題となっている。ハブ毒に含まれるBPIIという蛋白質が筋壊死因子であることは知られているが、筋壊死を誘導するメカニズムは未だ明らかになっておらず、このことが有効な筋壊死阻害薬開発の妨げとなっている。我々は、この問題を解決するための新たなアプローチとして、BPIIを標的とする抗体フラグメント（Fab）の作製を行っており、本研究ではこのFabの有用性を高めるために、BPIIに対する結合親和性を向上させることを目指している。
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| 研究実績の概要 |
ハブ（Protobothrops flavoviridis）の毒液に含まれる塩基性PLA2アイソザイム（BPII）が、ハブ咬傷の後遺症の原因である筋壊死症状の責任因子であることは知られているが、筋壊死誘導メカニズムは未だ明らかになっていない。一方、当研究室では、筋壊死抑制効果を示す抗BPIIモノクローナル抗体の作製に成功している。本研究課題は、この抗体のFab部分をBPIIの筋壊死誘導メカニズムの解明等に利用することを目指して、抗BPII Fabの安定性および結合親和性を高めることを目的とした。最終年度は、抗BPII Fabの結合親和性（KD値）をnMオーダーにすることを目指した。当初は荷電アミノ酸を導入した様々な変異体を作製していたが、最終的に、安定化をねらって導入したH鎖I11L変異によって、KD値が改善することが判明した。この変異体はコンセンサスデザインに基づいて設計したものであり、H鎖11番目における出現頻度が1%未満のIleから、この部位での出現頻度が最も高いLeuへと置換した。この変異でKD値が改善したことから、Fabの結合親和性におけるH鎖Leu11の重要性が示唆された。また、同様の手法でデザインしたH鎖T84L変異体は、KD値は野生型と同等だったが、安定性の指標である変性中点温度（Tm）が野生型と比較して6.5℃上昇した。さらに、H鎖I11L/T84L変異体は、nMオーダーのKD値に加え、Tm値は7.1℃の上昇を示した。すなわち、本研究課題の期間全体を通じて実施した、抗体可変部フレームワーク領域を標的とした変異体設計により、抗BPII Fabの安定性と結合親和性をともに高めることに成功した。この改良型Fabは、筋壊死因子BPIIの作用メカニズム解明のための有用なツールとなり、筋壊死抑制効果が高いハブ咬傷治療薬の開発につながることが期待される。
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