2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24000011
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
熊谷 泉 東北大学, 大学院工学研究科, 名誉教授 (10161689)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅津 光央 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (70333846)
津本 浩平 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (90271866)
田中 良和 北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 准教授 (20374225)
真壁 幸樹 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (20508072)
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| Project Period (FY) |
2012-05-29 – 2017-03-31
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| Keywords | 分子認識 / タンパク質 / ナノバイオ / バイオテクノロジー / 抗体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、様々な分子構造を認識でき得るタンパク質の抗体分子に着目し、その機能抗体断片を構成要素として接合対象素材によらず素材間をナノレベルで正確に接合・アセンブリ制御できるバイオインターフェイス分子を創出するプラットフォーム技術を開発する。
そのために、本年度は下記の研究を行った。
(1) diabody型二重特異性抗体の構造・機能解析
①diabody型 : 1種は微結晶レベルであるが結晶形成の再現性をとることに成功した。また、別の1種については、結晶構造解析が可能な大きさの結晶まで成長させることに成功した。
②非diabody型 : がん特異的ラクダ抗体ドメインを融合した抗リンパ球一本鎖Fvの二重特異性抗体について、小角X線散乱による配向構造解析を行った。その結果、scFvが会合し、新規な形態を持つ型の二重二価の構造を形成していることが分かった。
③機能解析 : diabody・非diabody型二重特異性抗体を用いてがん細胞傷害試験を行い、二重特異性抗体の架橋構造と傷害機能間の相関を取ったところ、従来の傷害性の10^4倍活性が強い抗体を取得することに成功し、高活性な抗体が持つ構造と傷害機能の相関があることが分かった。
(2) 工学材料特異的抗体断片の機能解析
これまで取得した有機・無機材料に特異的なペプチド・抗体の平衡結合定数を算出した。その際に、溶液中のイオン強度を変化させて行ったところ、イオン強度の変化によって、結合力が変化することが分かった。
(3) タンパク質フォーマットを利用した二重特異性抗体の設計
抗体分子骨格を母体として高次多重特異性を持つ非diabody型抗体の設計を行った。がん特異的ラクダ抗体単ドメインを融合した抗リンパ球一本鎖Fvの二重特異性抗体を融合したところ、二重二価の二重多価抗体を作製することに成功し、細胞傷害性が従来の二重特異性抗体の10^4倍を示すことが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初遅れていたタンパク質の結晶も、結晶作製の再現性が得られ初め、小角X線散乱法を用いて、最も強い細胞傷害性を持つ抗体についてドメイン配向解析に成功しており、本来の研究計画には支障なく行うことができている。細胞傷害試験と架橋構造などの抗体物性との相関も、100種以上の二重特異性抗体の作製に成功し、それを迅速に活性評価する系の構築に成功したため、当初の目標通りに進捗している。また、特定材料表面に結合性を持つペプチド・抗体についても、有機材料に結合するものが2種、無機材料へ結合するもので、3種取得に成功しており、研究は予定通り遂行できると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに、これまで作製した二重特異性抗体に対して物性としての機能・構造評価と利用に沿った機能評価の相関を取っていく。がん細胞とリンパ球を繋ぐ二重特異性抗体に関しては、すでに簡易スクリーニングで相関を取ってきたが、強い細胞傷害性を示す抗体について、精密な機能解析を行い、より詳細な相関を評価する。そして、ナノ材料間を繋ぐ二重特異性抗体に関しては、ナノ粒子間の架橋から異種材料からボトムアップに構築する機能性薄膜の構築を行うなど、ナノ粒子からボトムアップに機能性材料を構築する手法を開発する。
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[Journal Article] Molecular Motor-Powered Shuttles along Multi-walled Carbon Nanotube Tracks2014
Author(s)
Aurélien Sikora, Javier Ramón-Azcón, Kyongwan Kim, Kelley Reaves, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu, Izumi Kumagai, Tadafumi Adschiri, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue, Wonmuk Hwang, Winfried Teizer
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Journal Title
Nano Letters
Volume: 14
Pages: 876-881
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Rearranging the domain order of a diabody-based IgG-like bispecificantibody enhances its antitumor activity and improves its degradation resistance and pharmacokinetics2014
Author(s)
Ryutaro Asano, Ippei Shimomura, Shota Konno, Akiko Ito, Yosuke Masakari, Ryota Orimo, Shintaro Taki, Kyoko Arai, Hiromi Ogata, Mai Okada, Shozo Furumoto, Masayoshi Onitsuka, Takeshi Omasa, Hiroki Hayashi, Yu Katayose, Michiaki Unno, Toshio Kudo, Mitsuo Umetsu, Izumi Kumagai
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Journal Title
Mabs
Volume: 6
Pages: 1243-1254
DOI
Peer Reviewed
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