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内在化する抗体による細胞内癌抗原標的創薬の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K06682
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分50010:腫瘍生物学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

和田 昭裕  近畿大学, 医学部, 助教 (70253698)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
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)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードKRAS / 内在化抗体 / CADM1 / 抗体医薬
研究開始時の研究の概要

KRAS変異は固形腫瘍における最も普遍的な癌遺伝子であり、本分子の機能を阻害する抗KRAS抗体は古くに取得されたが、KRASは細胞内分子であり抗KRAS抗体の医療応用は困難と見なされてきた。申請者は細胞内に高効率に内在化する抗体(抗体A)とその内在化を促進する試薬をこれまでに見出した。抗体Aは細胞膜蛋白CADM1細胞外領域を認識する。KRAS変異とCADM1発現を併せ持つ腫瘍は膵腺癌、大腸癌、類内膜腺癌でそれぞれ約1割と見込まれる。本研究課題では 抗体Aを活用して抗KRAS抗体をこれらの癌細胞に送達し、癌細胞の増殖を抑制できるか検証する。

研究実績の概要

(1)抗体A scFv の取得と機能確認:CADM1抗体A遺伝子のCDR情報を基に抗体A scFvをデザインした。そしてこの抗体A scFv を抗Synasis抗体(ヒトIgG1;Synasisはウイルス蛋白で哺乳類の体内には存在しない)と融合させた(抗体A scFv付加型抗Synasis抗体)。CADM1を発現している膵腺癌細胞株Panc-1の細胞ライセートを抗体A scFv付加型抗Synasis抗体と反応させた後ゲルシフトアッセイに供したところ、抗体A scFv付加型抗Synasis抗体は抗体Aと同様にCADM1への結合性を示した。
(2)抗体A scFv とプリツヌマブ(ヒトIgG1)を融合させた。その際、介在部のアミノ酸配列(ペプチドリンカー構造)について検討し、ある種のカテプシン認識配列の介在によって抗体A scFv とヒトIgG1が切り離されることを確認した。
(3)毒性試験:抗体Aに細胞毒MMAE(チューブリン重合阻害薬)を結合させた複合体(抗体A-MMAE複合体)について、マウスへの静注による毒性試験を行った。重篤な組織傷害・臓器傷害は生じなかったが、精巣において精子低形成が生じた。CADM1は精原細胞に高発現しており、on-target effect と考えられた。
(4)類内膜腺癌に対する抗体A-MMAE複合体の殺細胞活性:抗体A-MMAE複合体は類内膜腺癌細胞株に対してCADM1発現依存性及び濃度依存性に殺細胞活性を示した。CADM1発現類内膜腺癌細胞株 HEC-50B 及び JHUM-3 に対する同複合体のmaximal inhibitory concentration (IC50) はそれぞれ0.314 μg/mL及び3.722 μg/mL であった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究アイデアの基礎を成す重要な所見は得られたが、進捗が計画通りに順調であるとしなかった主たる理由は、抗KRAS抗体Y13-259 (GenBank: X55179.1, X55180.1)について遺伝子クローニングが未完了だからである。現在、遺伝子配列情報に基づいてY13-259を抗KRAS二価抗体としてどのようにデザインするべきか検討を行っている。
また、抗体A scFv を抗KRAS二価抗体と融合させるに当たって、介在部のアミノ酸配列(ペプチドリンカー構造)について検討し、カテプシン認識配列の有効性を見出したが、至適化するには至っていない点も考慮した。

今後の研究の推進方策

(1)抗KRAS二価抗体を急ぎクローニングし、組換え抗体として精製する。抗体Aとクロスリンクにて結合させ、その抗体-抗体複合体がCADM1発現依存性に内在化するか調べる。(2)抗体A scFvと抗KRAS抗体とを遺伝子組み換えにて融合させる(抗体A scFv付加型抗KRAS抗体)。その際介在部にはカテプシン認識配列をペプチドリンカーとして挿入する。(3)抗体A scFv付加型抗KRAS抗体がCADM1発現依存性に細胞に内在化するか調べる。(4)抗体A scFv付加型抗KRAS抗体が細胞内で抗腫瘍活性を示すか検討する。KRAS変異を有し、かつCADM1を発現する癌細胞株(膵腺癌MIA PaCa-2(KRAS G12C)、肺腺癌 NCI-H441(G12V)、大腸腺癌SW480(G12V)等)において、KRASシグナルを阻害し、細胞の増殖を抑制するか調べる。(5)抗KRAS抗体活性が最大となるようにリンカー配列を至適化する。(6)抗体A scFv付加型抗KRAS抗体について毒性試験を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Potential Contribution of Cell Adhesion Molecule 1 to the Binding of SARS-CoV-2 Spike Protein to Mouse Nasal Mucosa.2023

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi F, Sugano A, Yoneshige A, Hagiyama M, Inoue T, Wada A, Takaoka Y, Ito A.
    • 雑誌名

      Cells Tissues Organs

      巻: Online ahead of print. 号: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1159/000534892

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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