臨床症状を反映した血中活性型IL-1βの病態検査法の確立

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08983
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 浦野 健 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 教授 (70293701)
• 研究分担者: 杉浦 智子 島根大学, 医学部, 特別協力研究員 (60647402)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 炎症 / IL-1β / IL-18 / モノクローナル抗体 / バイオ医薬品

研究実績の概要

慢性炎症は、がんをはじめ、自己免疫疾患や生活習慣病、動脈硬化性疾患、神経変性疾患などさまざまな難治性疾患と密接に関連している。IL-1ファミリータンパク質は、炎症や感染防御に重要な役割を果たす実働分子である。これまでタンパク質を測定する方法は存在したが、その測定値と臨床症状との乖離が問題となっていた。臨床症状を反映した簡便・迅速・正確な測定法を確立し、モノクローナル抗体をシーズとしてバイオ医薬品を開発することを目的とした。
１）活性型IL-18を認識するマウスモノクローナル抗体の作製と精製：炎症性サイトカインIL-1βファミリーの IL-18もIL-1βと同様にタンパク質分解酵素caspase-1により切断させることで活性型となる。大腸菌で発現させた活性型 IL-18 タンパク質をマウスに免疫し、IL-18を特異的に認識するモノクローナル抗体５種類を作製した。そのうち11-4.1 はウエスタンブロット・免疫沈降・細胞免疫染色に利用できるばかりでなく、IL-18 の機能を阻害した。さらに、既存の抗体では成し得なかった、患者血液を用いたウエスタンブロット解析で IL-18を提示できるほど同抗体は検出感度が優れていた。さらに、大腸菌で作製したIL-18タンパク質の断片を用いて、モノクローナル抗体の認識部位を詳細に同定した。
２）活性型IL-18のみを認識するマウスモノクローナル抗体の作製と精製：切断部位のペプチドを用いてマウスを免疫し、取得した活性型 IL-18を認識するモノクローナル抗体 9-10.2 はウエスタンブロット・免疫沈降・細胞免疫染色に利用できるばかりでなく、IL-18 の機能を阻害した。さらに、既存の抗体では成し得なかった、患者血液を用いたウエスタンブロット解析で活性型 IL-18を提示できるほど同抗体は検出感度が優れていた。

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

炎症性サイトカインIL-1βファミリーの一つである活性型 IL-18を正確に測定するためのシーズとなる、活性型IL-18断端および断端以外のタンパク質領域をそれぞれ認識するマウスモノクローナル抗体を作製できたため。

今後の研究の推進方策

作製したマウスモノクローナル抗体を用いて、その組合せからサンドイッチ ELISA キット化に向けて最適条件を検討する。そして改良を重ね臨床症状を反映した正確な測定法として確立させる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Maryland(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Maryland
• [国際共同研究] University of British Columbia(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of British Columbia
• [雑誌論文] Generation and characterization of antagonistic anti-human interleukin (IL)-18 monoclonal antibodies with high affinity: Two types of monoclonal antibodies against full-length IL-18 and the neoepitope of inflammatory caspase-cleaved active IL-18. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nariai Y, Kamino H, Obayashi E, Kato H, Sakashita G, Sugiura T, Migita K, Koga T, Kawakami A, Sakamoto K, Kadomatsu K, Nakakido M, Tsumoto K, Urano T.
  • 雑誌名: Archives of Biochemistry and Biophysics 巻: 663 ページ: 71-82
  • DOI: 10.1016/j.abb.2019.01.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How does Hsp90 function in RNAi-dependent heterochromatin assembly? (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato H, Okazaki K, Urano T.
  • 雑誌名: Current Genetics 巻: 65 ページ: 87-91
  • DOI: 10.1007/s00294-018-0866-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural basis for promotion of duodenal iron absorption by enteric ferric reductase with ascorbate. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ganasen M, Togashi H, Takeda H, Asakura H, Tosha T, Yamashita K, Hirata K, Nariai Y, Urano T, Yuan X, Hamza I, Mauk AG, Shiro Y, Sugimoto H, Sawai H.
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 1 ページ: 120
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0121-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cancer-related transcription regulator protein NAC1 forms a protein complex with CARM1 for ovarian cancer progression. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakayama N, Sakashita G, Nariai Y, Kato H, Sinmyozu K, Nakayama JI, Kyo S, Urano T, Nakayama K.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 28408-28420
  • DOI: 10.18632/oncotarget.25400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expression of aquaporin 3 and 5 as a potential marker for distinguishing dry mouth from Sjogren's syndrome. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ichiyama T, Nakatani E, Tatsumi K, Hideshima K, Urano T, Nariai Y, Sekine J.
  • 雑誌名: Journal of Oral Science 巻: 60 ページ: 212-220
  • DOI: 10.2334/josnusd.17-0150
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RNAi-dependent heterochromatin assembly in fission yeast Schizosaccharomyces pombe requires heat-shock molecular chaperones Hsp90 and Mas5. (2018)
  • 著者名/発表者名: Okazaki K, Kato H, Iida T, Shinmyozu K, Nakayama JI, Murakami Y, Urano T.
  • 雑誌名: Epigenetics & Chromatin 巻: 11 ページ: 26
  • DOI: 10.1186/s13072-018-0199-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase δ controls down-regulation of cyclin D1 for C2C12 myogenic differentiation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Murakami C, Matsumoto KI, Urano T, Sakane F.
  • 雑誌名: Biochimie 巻: 151 ページ: 45-53
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2018.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cotylenin A and tyrosine kinase inhibitors synergistically inhibit the growth of chronic myeloid leukemia cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikejiri F, Honma Y, Okada T, Urano T, Suzumiya J.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 52 ページ: 2061-2068
  • DOI: 10.3892/ijo.2018.4350
  • 査読あり
• [備考] 島根大学医学部病態生化学ホームページ
  • URL: https://www.med.shimane-u.ac.jp/biochem2/index.html
• [産業財産権] 活性型インターロイキンー１８タンパク質のネオエピトープを認識する抗体、及びその応用 (2018)
  • 発明者名: 浦野 健、成相 裕子、加美野 宏樹、尾林 栄治
  • 権利者名: 国立大学法人島根大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2018-226667
• [産業財産権] 検出感度が向上した、炎症性サイトカイン IL-18 タンパク質に対する新規抗体およびその応用 (2018)
  • 発明者名: 浦野 健、成相 裕子、尾林 栄治、加美野 宏樹
  • 権利者名: 国立大学法人島根大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2018-072006