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CDRグラフトによる抗体様分子ライブラリーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K19376
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

野中 元裕  京都大学, 医学研究科, 准教授 (70514173)

研究分担者 大石 真也  京都薬科大学, 薬学部, 教授 (80381739)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードNanobody / 抗体 / CDR / ファージディスプレイ
研究開始時の研究の概要

免疫原性の問題とは、バイオ製剤の投与によって体内で抗薬物抗体が生成されることで、二次無効とよばれる薬効の低下や、予期せぬ副作用が生じることであり、最新の完全ヒト化抗体でもこの問題は解決していない。申請者らは、超可変領域を含む全ての配列がD-アミノ酸で作られた抗体である「鏡像低分子化抗体」に着目し、これまで本抗体が免疫原性をほとんど示さないことを明らかにした。本研究では、ヒット配列が含まれる可能性を向上させた免疫ライブラリーを作製に挑戦することによって、効率的に鏡像低分子化抗体を取得できる方法を開発する。

研究実績の概要

これまで、生体内の標的タンパク質に結合活性を保持した鏡像低分子化抗体を取得するために、ファージディスプレイ法を応用した、鏡像スクリーニングを実施してきた。しかし、人工ランダムライブラリーではファージに提示できる多様性に限りがあり、標的に結合する配列を効率的に取得することが困難であった。そこで本研究では、マウスに標的D-タンパク質を強制的に免疫し、得られた超可変領域の抗体配列をNanobodyに移植する実験を目指すこととした。今年度は、(1)BALB/cマウスを用いて、フロイントアジュバント存在下で3回のD-MCP-1の免疫後に得られた血液検体を用いて、抗薬物抗体価を調べた。その結果、35日目のマウス血漿サンプルにおいて、D-MCP-1に結合し、L-MCP-1に結合しない抗体が産生されていることが明らかなとなった。(2)HIVウイルスのキャプシドタンパク質であるgp120に特異的なB12抗体の配列のうち、ScFv、あるいはScFvの重鎖領域のみの配列をファージゲノムDNAに移植したクローンを作製した。結合実験では、ScFvと比較してやや結合度は低いものの、重鎖領域のみを移植したファージにおいて、gp120に対して特異的に結合が認められた。次に、B12抗体の超可変領域CDR3(complementarity determining region 3)配列をNanobodyの一種CaplacizumabのCDR3へ移植したファージを作製した。興味深いことに、CDR3配列のみを移植したファージにおいても、一定程度のgp120への結合が認められた。以上の結果は、CDR3配列を異種の抗体配列からライブラリー化することで、鏡像ディスプレイ法によるNanobody配列探索の効率化が図れる可能性を示すものである。(3)現在、D-MCP-1を免疫したマウスより脾臓組織を回収し、免疫ライブラリーの作製を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度までに、モデルタンパク質であるgp120を用いて、既知抗体のCDR3配列のNanobodyへの移植実験を行ったところ、結合活性を有することを明らかにした。現在、D-タンパク質標的としてD-MCP-1を用いた免疫ライブラリーの作製を進めている。

今後の研究の推進方策

現在、D-MCP-1に結合する全長抗体のcDNAライブラリーをマウス脾臓を用いて作製している。今後、重鎖抗体CDR3配列をNanobodyに組込んだT7ファージライブラリーを完成させる。鏡像スクリーニングによって特異的な濃縮を得たのちに、組換え体Nanobodyを用いた結合実験を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Construction of a T7 phage random peptide library by combining seamless cloning with <i>in vitro</i> translation2023

    • 著者名/発表者名
      Higashi Katsuaki、Oda Sakiho、Fujii Mai、Nishida Fumiya、Matsumoto Hayato、Morise Jyoji、Oka Shogo、Nonaka Motohiro
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 175 号: 1 ページ: 85-93

    • DOI

      10.1093/jb/mvad077

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Monobody Variants with Low Immunogenicity2023

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Naoya、Sato Yukino、Manabe Asako、Inuki Shinsuke、Ohno Hiroaki、Nonaka Motohiro、Oishi Shinya
    • 雑誌名

      ACS Medicinal Chemistry Letters

      巻: 14 号: 11 ページ: 1596-1601

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.3c00342

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mirror-Image Single-Domain Antibody for a Novel Nonimmunogenic Drug Scaffold2023

    • 著者名/発表者名
      Aoki Keisuke、Manabe Asako、Kimura Hiroyuki、Katoh Yohei、Inuki Shinsuke、Ohno Hiroaki、Nonaka Motohiro、Oishi Shinya
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 34 号: 11 ページ: 2055-2065

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.3c00372

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高効率T7ファージライブラリー作製法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      東克暁、小田幸穂、西田郁弥、松本隼杜、藤井麻衣、森瀬譲二、岡昌吾、野中元裕
    • 学会等名
      第69回生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 非特異的結合を抑えたVHH抗体ライブラリーの構築と抗VEGF鏡像VHH抗体の探索2023

    • 著者名/発表者名
      前田佳夕、青木啓輔、大野浩章、森瀬譲二、岡昌吾、大石真也、野中元裕
    • 学会等名
      第69回生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Mirror-Image VHH for Less Immunogenic Protein Therapeutics2023

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, M. Nonaka, S. Oda, K. Higashi, A. Manabe, H. Kimura, S. Inuki, H. Ohno and S. Oishi
    • 学会等名
      The 28th American Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] T7ファージライブラリーの新規作製法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      東克暁、小田幸穂、森瀬譲二、岡昌吾、野中元裕
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] T7ファージによるVHH抗体提示ライブラリーの構築と鏡像VHH抗体の開発2023

    • 著者名/発表者名
      前田佳夕、青木啓輔、大野浩章、森瀬譲二、岡昌吾、大石真也、野中元裕
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 鏡像タンパク質を活用した創薬研究2023

    • 著者名/発表者名
      大石真也
    • 学会等名
      第12回有機「ものつくり」化学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鏡像タンパク質を活用した創薬研究2023

    • 著者名/発表者名
      大石真也
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー:タンパク質に挑戦する化学
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鏡の中の中分子化合物からの医薬シーズの探索技術2023

    • 著者名/発表者名
      大石真也
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 創薬モダリティとしての応用を指向した鏡像モノボディの化学合成法の確立と応用2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤志乃, 岩本直也, 眞鍋麻彩子, 井貫晋輔, 大野浩章, 野中元裕, 大石真也
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 免疫原性の低減を志向した鏡像VHH抗体 の開発2023

    • 著者名/発表者名
      青木啓輔, 野中元裕, 小田幸穂, 東克暁, 眞鍋麻彩子, 木村寛之, 井貫晋輔, 大野浩章, 大石真也
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鏡像VHH抗体の免疫原性評価と免疫ライブラリーを用いた配列取得2022

    • 著者名/発表者名
      眞鍋麻彩子、前田佳夕、青木啓輔、薄井友輔、髙橋里菜、 大野浩章、森瀬譲二、岡昌吾、大石真也、野中元裕
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] メチル基にまつわる小さな話2022

    • 著者名/発表者名
      大石真也
    • 学会等名
      第54回若手ペプチド夏の勉強会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of the immunogenicity of mirror-image single-domain antibody binding to vascular endothelial growth factor2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Aoki, Motohiro Nonaka, Sakiho Oda, Katsuaki Higashi, Asako Manabe, Shinsuke Inuki, Hiroaki Ohno, Shinya Oishi
    • 学会等名
      第59回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and functional analysis of mirror-image monobody2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Iwamoto, Yukino Sato, Asako Manabe, Shinsuke Inuki, Hiroaki Ohno, Motohiro Nonaka, Shinya Oishi
    • 学会等名
      第59回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] VEGF 結合活性を示す鏡像VHH 抗体の探索研究2022

    • 著者名/発表者名
      青木啓輔, 野中元裕, 小田幸穂, 東克暁, 眞鍋麻彩子, 井貫晋輔, 大野浩章, 大石真也
    • 学会等名
      第39回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鏡像モノボディの化学合成法の確立と機能評価2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤志乃, 岩本直也, 眞鍋麻彩子, 井貫晋輔, 大野浩章, 野中元裕, 大石真也
    • 学会等名
      第39回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://nonaka-lab.hs.med.kyoto-u.ac.jp/publications/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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