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2021 年度 実績報告書

物理化学ストレスが誘発する治療用抗体の凝集化メカニズムの解明と凝集予測理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H03363
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

本田 真也  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副研究部門長 (50344122)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードタンパク質 / 凝集 / バイオ医薬品 / モノクローナル抗体
研究実績の概要

本研究は、物理化学ストレスが誘発する治療用モノクローナル抗体の凝集化のメカニズム解明と予測理論構築を目的とし、(A)酸ストレスが誘発する劣化抗体の局所的構造変化の部位の特定、(B)酸ストレスが誘発する劣化抗体のドメインの空間的変位の定量、(C)劣化抗体が形成するマイクロメータ・スケールの凝集体のフラクタル性の判定、(D)異なる物理化学ストレス・異なる可変領域アミノ酸配列の依存性の評価、の4項目を実施する。2021年度はこのうちの「(D)異なる物理化学ストレス・異なる可変領域アミノ酸配列の依存性の評価」を行った。酸ストレスおよび加温ストレスが誘発する劣化抗体を対象に、また、可変領域配列が異なる4種類の抗体を対象に、それぞれの凝集性を評価した。凝集性の評価は、DLS法、SEC法、CD法、AUC法およびSE-ADM法で行った。これら測定を系統的かつ経時的に進め、蓄積したデータの比較解析から、各々の凝集化反応の共通性と特殊性を考察し、申請者が以前に確立した理論モデル(J Phys Chem B 2016)の適用を試みた。その結果、凝集反応の進行に伴い、凝集性の分子種が凝集性の低下あるいは不活性化した分子種へ転換すると仮定することで、観測値を確度よく再現できることが明らかとなった。この仮定を取り入れた拡張理論モデルは、低温から高温までの広い温度範囲の凝集反応を表現できる。なお、凝集化に抗する分子種の実体については現時点で不明であるが、部分的に天然様の立体構造が復元している可能性がある。以上の知見は、抗体医薬品を長期に保管する際に発生する微量の凝集体の抗体初期濃度依存性、保管期間依存性、および保管温度依存性を予見するあらたな理論の構築を促すものである。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Live-cell imaging to analyze intracellular aggregation of recombinant IgG in CHO cells2022

    • 著者名/発表者名
      Senga Yukako、Doi Motomichi、Onitsuka Masayoshi、Honda Shinya
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 29 ページ: 120~132.e4

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2021.08.010

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of backbone circularization on colloidal stability: Compaction of unfolded structures improves aggregation resistance of granulocyte colony-stimulating factor2021

    • 著者名/発表者名
      Shibuya Risa、Miyafusa Takamitsu、Imamura Hiroshi、Ooishi Ayako、Honda Shinya
    • 雑誌名

      International Journal of Pharmaceutics

      巻: 605 ページ: 120774~120774

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2021.120774

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local disorder of the C-terminal segment of the heavy chain as a common sign of stressed antibodies evidenced with a peptide affinity probe specific to non-native IgG2021

    • 著者名/発表者名
      Miyafusa Takamitsu、Watanabe Hideki、Honda Shinya
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 182 ページ: 1697~1703

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2021.05.137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAXSを用いた主鎖環状化顆粒球コロニー刺激因子の溶液構造と凝集体のサイズ解析2021

    • 著者名/発表者名
      渋谷 理紗、今村 比呂志、宮房 孝光、大石 郁子、本田 真也
    • 雑誌名

      Photon Factory Activity Report

      巻: 38 ページ: 194

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nano-Microscopy of Therapeutic Antibody Aggregates in Solution2021

    • 著者名/発表者名
      Senga Yukako、Ogura Toshihiko、Imamura Hiroshi、Honda Shinya
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2313 ページ: 219~239

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1450-1_13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオ医薬品の連続生産に関するPoints to Consider2021

    • 著者名/発表者名
      奥平 真一, 奥平 真一, 櫻井 京子, 竹田 寛, 松田 嘉弘, 寶田 哲仁, 近藤 耕平, 髙橋 正史, 石井 隆聖, 内田 和久, 李 仁義, 和田 和洋, 小林 有己, 清水 理恵, 加藤 泰史, 倉嶋 秀樹, 畑山 勝浩, 應田 豊雄, 鳥飼 祐介, 苅谷 金弥, 塚本 次郎, (20名省略), 本田 真也, 山本 修一, 村上 聖, 大政 健史, 石井 明子
    • 雑誌名

      日本PDA学術誌 GMPとバリデーション

      巻: 23 ページ: 13~22

    • DOI

      10.11347/pda.23.13

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] バイオ医薬品における凝集体の発生メカニズムと分析・除去・抑制のポイント2022

    • 著者名/発表者名
      本田 真也
    • 学会等名
      サイエンス&テクノロジー社セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオ医薬品/抗体医薬品の精製技術と品質分析2022

    • 著者名/発表者名
      本田 真也
    • 学会等名
      R&D支援センターセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] A pursuit of non-canonical structures of antibody2021

    • 著者名/発表者名
      本田 真也
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオ医薬品の品質分析における粒子計測の実状と小角X線散乱法の利用2021

    • 著者名/発表者名
      本田 真也
    • 学会等名
      放射光を用いた薬物輸送と体内動態に関する研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代バイオ医薬品製造技術研究組合における研究開発事業~抗体医薬から遺伝子・細胞治療まで~「生産管理・品質分析技術の開発」2021

    • 著者名/発表者名
      本田 真也
    • 学会等名
      国際医薬品開発展2021 / bioLIVE Japan 2021
    • 招待講演
  • [学会発表] CHO細胞培養プロセスで発生する非天然構造抗体の分離と特性解析2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 優花、鬼塚 正義、天羽 宏枝、本田 真也
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会
  • [学会発表] 環状G-CSFの環状化部分の長さの違いが熱安定性(物性)に及ぼす影響を予測構造から考察する2021

    • 著者名/発表者名
      安澤 葉介、渋谷 理紗、宮房 孝光、千賀 由佳子、本田 真也
    • 学会等名
      第11回日本生物物理学会関東支部会

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公開日: 2024-12-25  

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