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2021 年度 実績報告書

次世代抗体設計に資するマルチスケール解析による二重特異性抗体の超活性化機構の理解

研究課題

研究課題/領域番号 19H03511
研究機関東京農工大学

研究代表者

熊谷 泉  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員教授 (10161689)

研究分担者 田中 良和  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20374225)
真壁 幸樹  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (20508072)
浅野 竜太郎  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80323103)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード二重特異性抗体 / マルチスケール解析 / 次世代抗体設計
研究実績の概要

本研究では最先端のマルチスケール解析により、二重特異性抗体で架橋された、がん細胞と免疫細胞のインターフェイスを描像し、空間配置の違いが、如何に細胞間架橋の違いをもたらし、また超高活性化を引き起こすのかを明らかし、さらにその一般性を検証することを目的としている。
本年度は、主に1. 原子間力顕微鏡観察による二重特異性抗体の細胞間架橋能評価、および2.電子顕微鏡を用いた二重特異性抗体-標的抗原複合体の観察、の観点から研究を進めた。
1.原子間力顕微鏡観察による二重特異性抗体の細胞間架橋能評価
前年度、原子間力顕微鏡を用いた細胞間架橋度測定を進めた結果、二重特異性抗体の分子構造の違いと相関がみられたため、本年度は、それぞれ分子構造が異なる高分子量型と低分子量型の二重特異性抗体を用いて細胞間架橋度評価を行った。結果、いずれもがん細胞傷害活性の強弱と相関がみられたため、超高活性化を引き起こすには細胞間をより強い力で架橋できる構造であることが重要であることが示された (Biosens Bioelectron 2021;178:113037) 。
2.電子顕微鏡を用いた二重特異性抗体-標的抗原複合体の観察
調製途中での解離等による副生成物の混在を低減させるために一本鎖化させた二重特異性抗体、かつがん細胞傷害活性が異なる分子をそれぞれブレビバチルス菌を用いて調製した。別途調製した組換え標的抗原と混合後、複合体をゲルろ過で分取したものを試料として用いて、電子顕微鏡観察を行った。結果、がん細胞傷害活性が異なる二重特異性抗体間で、抗原に結合した際の構造が大きく異なる様子が観察された。精密構造解析までは至らなかったが、今後の研究展開に大いに期待が持たれる結果である。

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

    (22件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Fragment Antibody-Enzyme Complex as a Sensing Element for Immunosensing2022

    • 著者名/発表者名
      Oda M., Asano R
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 (3) ページ: 1335

    • DOI

      10.3390/ijms23031335

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 低分子型二重特異性抗体の高機能化戦略2022

    • 著者名/発表者名
      浅野竜太郎, 熊谷 泉
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 80 (1) ページ: 40-41

  • [雑誌論文] Surface Engineering of Top7 to Facilitate Structure Determination2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ito, Takuya Araki, Shota Shiga, Hiroyuki Konno, Koki Makabe
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci

      巻: 23(2) ページ: 701

    • DOI

      10.3390/ijms23020701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insights reveal the second base catalyst of isomaltose glucohydrolase2022

    • 著者名/発表者名
      Tagami T., Chen M., Furunaga Y., Kikuchi A., Sadahiro J., Lang W., Okuyama M., Tanaka Y., Iwasaki T., Yao M., Kimura A.
    • 雑誌名

      The FEBS J.

      巻: 289 ページ: 1118_1134

    • DOI

      10.1111/febs.16237

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid, convenient, and highly sensitive detection of human hemoglobin in serum using a high-affinity bivalent antibody-enzyme complex2021

    • 著者名/発表者名
      Miura D., Kimura H., Tsugawa W., Ikebukuro K., Sode K., Asano R.
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 234 ページ: 122638

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2021.122638

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of intercellular cross-linking abilities correlated with cytotoxicities of bispecific antibodies with domain rearrangements using AFM force-sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Maejima A., Ishibashi K., Kim H., Kumagai I., Asano R.
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 178 ページ: 113037

    • DOI

      10.1016/j.bios.2021.113037

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] T Cell Bispecific Antibodies: An Antibody-Based Delivery System for Inducing Antitumor Immunity2021

    • 著者名/発表者名
      Kamakura D., Asano R., Yasunaga M.
    • 雑誌名

      Pharmaceuticals

      巻: 14 (11) ページ: 1172

    • DOI

      10.3390/ph14111172

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 二重特異性がん治療抗体の機能的な構造の理解に向けたあゆみ2021

    • 著者名/発表者名
      浅野竜太郎, 真壁幸樹, 田中良和, 熊谷 泉
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 278 (6) ページ: 617-622

  • [雑誌論文] Structural analysis of the β-sheet edge of peptide self-assembly using a model protein2021

    • 著者名/発表者名
      Shota Shiga, Koki Makabe
    • 雑誌名

      Proteins

      巻: 89(7) ページ: 845-852

    • DOI

      10.1002/prot.26063

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical properties of CumA multicopper oxidase from plant pathogen, Pseudomonas syringae.2021

    • 著者名/発表者名
      Ishida K., Tsukamoto Y., Horitani M., Ogawa T., Tanaka Y.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotech. Biochem.

      巻: 85(9) ページ: 1995-2002

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab123

    • 査読あり
  • [学会発表] 低分子二重特異性抗体の機能改変を目指したブレビバチルス菌表層提示2022

    • 著者名/発表者名
      中原維新, 大室朋海, 浅野竜太郎
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
  • [学会発表] 環状型小型バイスペシフィック抗体(Cyclobody BiTE)の構築と評価2022

    • 著者名/発表者名
      山田梨沙、中原維新、中西猛、浅野竜太郎、真壁幸樹
    • 学会等名
      2021年度 生物物理学会 北海道支部・東北支部合同例会
  • [学会発表] がん治療薬を指向した環状型小型バイスペシフィック抗体(Cyclobody BiTE)の構築と評価2022

    • 著者名/発表者名
      山田梨沙、中原維新、中西猛、浅野竜太郎、真壁幸樹
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 配向性の異なる二重特異性抗体の原子間力顕微鏡を用いた細胞間架橋能評価2021

    • 著者名/発表者名
      前島 敦, 石橋健太, 金賢徹, 熊谷 泉, 浅野竜太郎
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] インターロイキン2 (IL-2) の融合による二重特異性がん治療抗体の高機能化2021

    • 著者名/発表者名
      廣野琳子, 浅野竜太郎, 熊谷泉, 池袋一典
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 抗体酵素複合体を利用したヘモグロビンの迅速簡便かつ高感度な電気化学測定手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      三浦大明, 木村勇斗, 津川若子, 早出広司, 池袋一典, 浅野竜太郎
    • 学会等名
      2021年電気化学会秋季年会
  • [学会発表] 低分子抗体と乳酸酸化酵素を用いた電気化学イムノセンシング素子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      織田美帆, 平賀健太郎, 塚本夏海, 早出広司, 津川若子, 池袋一典, 浅野竜太郎
    • 学会等名
      2021年電気化学会秋季年会
  • [学会発表] Convenient and universal fabrication of high affinity bispecific bivalent antibody-enzyme complex as sensing element using two Catcher/Tag systems2021

    • 著者名/発表者名
      Hayato Kimura, Ryutaro Asano, Wakako Tsugawa, Kazunori Ikebukuro, Koji Sode
    • 学会等名
      BIOSENSORS 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重特異性抗体医薬の開発: これまでとこれから2021

    • 著者名/発表者名
      浅野竜太郎
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of staphylococcal two-component pore forming toxin to change pore formation property2021

    • 著者名/発表者名
      Nouran Ghanem, Takashi Matsui, Jun Kaneko, Tomomi Uchikubo-Kamo, Mikako Shirouzu, Tsubasa Hashimoto, Tomohisa Ogawa, Tomoaki Matsuura, Huang Po-Ssu, Takeshi Yokoyama, Yoshikazu Tanaka
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] サイトカイン受容体を活性化する海洋天然物由来タンパク質の構造的考察2021

    • 著者名/発表者名
      田中良和
    • 学会等名
      R022量子構造生物学委員会
  • [学会発表] 海洋天然物由来の新規生理活性タンパク質の構造機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      田中 良和, 影山 大夢, 辺 ひろみ, 増渕 菜弥,中島 寛也, 小野寺 かこ, 大城 拓未, 松井 崇, 小寺 義男, 小川 智久, 横山 武司, 小松 則夫, 荒木 真理人, 酒井 隆一
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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