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2017 年度 実績報告書

疾患バイオマーカーの高感度測定を支援する高性能変異抗体の効率的創製システム開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K08629
研究機関神戸薬科大学

研究代表者

小林 典裕  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (90205477)

研究分担者 大山 浩之  神戸薬科大学, 薬学部, 助教 (80572966)
森田 いずみ  神戸薬科大学, 薬学部, 助手 (20299085)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード抗体 / 変異抗体 / バイオマーカー / 進化分子工学 / ファージ提示 / パンニング / マイクロアレイ
研究実績の概要

診断用抗体は, 主にハイブリドーマ法で調製されているが, 遺伝子操作により更に優れた結合能を持つ改変抗体が得られるものと期待される. 適当な抗体を低分子量の一本鎖Fvフラグメント (scFv) に変換したのち遺伝子レベルでランダム変異を導入し, 生じる多様な分子集団 (ライブラリー) のなかから改良分子種を「パンニング」により選択し単離するものである. その過程で抗体をファージ粒子の表面に発現させるファージ提示の手法が活用される. しかし, 現状では選択効率に難があるため多大の労力が必要で, 抜本的な改革が切望される. 本研究では, マイクロアレイの原理に基づいて改良型scFvを提示するファージあるいは提示ファージ産生菌を個別かつ網羅的に解析する新規な選択・単離法を開発している. 昨年, 後者のシステムを構築し,エストラジオールに対する変異scFvのミニライブラリーの探索に応用したところ, 在来のパンニングでは得られなかった高親和力scFvクローンが多数得られ, 期待通りの効果があることが示された。そこで本年度は,コルチゾール (CS) を認識するscFvのライブラリーを新たに構築し, 同選択シムテムを用いて親和力の向上したscFv変異体の探索を試みた.まず, 先に確立したマウス抗CS抗体の可変部遺伝子 (VHおよびVL)をクローニングして連結し, 野生型scFvを構築した.ついで, error-prone PCRによりその遺伝子全域にランダム点変異を導入し, 変異scFv遺伝子のライブラリーを構築した. これを上記の選択システムに付したところ, 野生型scFvに比べ10倍以上大きなKa値を示す変異scFvが4種得られた.これらの高親和力変異体は従来のパンニングでは得られておらず, 我々が開発した新しい選択法の有用性が実証された.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A Single-Step "Breeding" Generated a Diagnostic Anti-cortisol Antibody Fragment with Over 30-Fold Enhanced Affinity2017

    • 著者名/発表者名
      H. Oyama, I. Morita, Y. Kiguchi, T. Morishita, S. Fukushima, Y. Nishimori, T. Niwa, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Biol. Pharm. Bull.

      巻: 40(12) ページ: 2191-2198

    • DOI

      https://doi.org/10.1248/bpb.b17-00633

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antibody Fragments for On-site Testing of Cannabinoids Generated via in Vitro Affinity Maturation2017

    • 著者名/発表者名
      I. Morita, H. Oyama, M. Yasuo, K. Matsuda, K. Katagi, A. Ito, H. Tatsuda, H. Tanaka, S. Morimoto, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Biol. Pharm. Bull.

      巻: 40(2) ページ: 174-181

    • DOI

      https://doi.org/10.1248/bpb.b16-00669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Shot In Vitro Evolution Generated an Antibody Fragment for Testing Urinary Cotinine with More Than 40-Fold Enhanced Affinity2017

    • 著者名/発表者名
      H. Oyama, I. Morita, Y. Kiguchi, E. Banzono, K. Ishii, S. Kubo, Y. Watanabe, A. Hirai, C. Kaede, M. Ohta, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 89(1) ページ: 988-995

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.6b04332

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immunochemical Approach for Monitoring of Structural Transition of ApoA-I upon HDL Formation Using Novel Monoclonal Antibodies2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura, S. Mikawa, C. Mizuguchi, Y. Horie, I. Morita, H. Oyama, T. Ohgita, K. Nishitsuji, A. Takeuchi, S. Lund-Katz, K. Akaji, N. Kobayashi, H. Saito
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 ページ: 2988

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03208-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Utility of Gaussia luciferase as a fusion partner with scFvs for bioluminescent immunoassays testing clinical biomarkers2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Oyama, Izumi Morita, Toshifumi Niwa, and Norihiro Kobayashi
    • 学会等名
      European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
    • 国際学会
  • [学会発表] In vitro affinity maturation of a single-chain Fv fragment for on-site testing of cannabinoids2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Morita, Hiroyuki Oyama, Hiroyuki Tanaka, Satoshi Morimoto, and Norihiro Kobayashi
    • 学会等名
      European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
    • 国際学会
  • [学会発表] アッセイ感度の向上を目指す「抗体育種」:抗コチニン抗体を例として2017

    • 著者名/発表者名
      小林 典裕、大山 浩之、森田 いずみ、木口 裕貴
    • 学会等名
      日本法中毒学会第36年会
  • [学会発表] 抗Δ9-テトラヒドロカンナビノール一本鎖Fvフラグメントの作製と試験管内親和性成熟2017

    • 著者名/発表者名
      大山浩之, 森田いずみ, 松田和久, 片木謙吾, 小林典裕, 田中宏幸, 森元聡
    • 学会等名
      日本法中毒学会第36年会
  • [学会発表] 新規モノクローナル抗ケタミン抗体の作製とその諸性質2017

    • 著者名/発表者名
      森田いずみ, 神田結, 安尾まゆみ, 伊藤綾, 大山浩之, 小林典裕
    • 学会等名
      日本法中毒学会第36年会
  • [学会発表] 高親和力を保持した抗エストラジオールscFv最少変異体調製の試み2017

    • 著者名/発表者名
      大山浩之, 木口裕貴, 井上由香莉, 高嶺百合子, 藤原若菜, 森田いずみ, 小林典裕
    • 学会等名
      日本分析化学会66年会
  • [学会発表] オンサイト免疫測定法を目的としたモノクローナル抗ケタミン抗体の新規調製2017

    • 著者名/発表者名
      森田いずみ, 神田結, 安尾まゆみ, 伊藤綾, 大山浩之, 小林典裕:
    • 学会等名
      日本分析化学会66年会

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公開日: 2018-12-17  

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