「ナノボディ」の版間の差分

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==単鎖抗体、重鎖抗体 、ナノボディ==
==単鎖抗体、重鎖抗体 、ナノボディ==
[[ファイル:nanobody1.jpg ‎|サムネイル|700px|'''図1.抗体、重鎖抗体 、ナノボディ'''<br>ウサギ、マウスなどに見られる一般的な抗体は重鎖と軽鎖からなる複合体であり、研究、診断、治療などには、IgG、IgMなどの免疫グロブリンとその誘導体(Fab断片など)が広く用いられている]]
[[ファイル:nanobody1.jpg ‎|サムネイル|700px|'''図1.抗体、重鎖抗体 、ナノボディ'''<br>ウサギ、マウスなどに見られる一般的な抗体は重鎖と軽鎖からなる複合体であり、研究、診断、治療などには、IgG、IgMなどの免疫グロブリンとその誘導体(Fab断片など)が広く用いられている]]
 ウサギ、マウスなどに見られる一般的な抗体は重鎖と軽鎖からなる複合体であり、研究、診断、治療などには、IgG、IgMなどの免疫グロブリンとその誘導体(Fab断片など)が広く用いられている(図1)。最も一般的な抗体分子IgGは、別々の可変領域(Variable region)ドメインを持った重鎖と軽鎖からなるヘテロダイマーが1つの抗原を認識し、重鎖の定常領域(Constant region)ドメインを介したジスルフィド結合で、もう一つの同じ重鎖と軽鎖 のヘテロダイマーと一緒になって、分子量150kDaほどのY字型のヘテロテトラマーとなっている。また目的に応じて、 抗原との結合能を維持した小型抗体分子、例えばFab(1つの軽鎖および半分の重鎖) のようなプロテアーゼ断片や、重鎖と軽鎖の可変領域ドメインを組換えDNA技術で人工的に接続することで、一本鎖の可変断片からなる'''単鎖抗体'''(single chain antibody)がしばしば利用されてきた<ref><[[PubMed|pubmed]]>23495938</pubmed></ref>。  
 ウサギ、マウスなどに見られる一般的な抗体は重鎖と軽鎖からなる複合体であり、研究、診断、治療などには、IgG、IgMなどの免疫グロブリンとその誘導体(Fab断片など)が広く用いられている(図1)。最も一般的な抗体分子IgGは、別々の可変領域(Variable region)ドメインを持った重鎖と軽鎖からなるヘテロダイマーが1つの抗原を認識し、重鎖の定常領域(Constant region)ドメインを介したジスルフィド結合で、もう一つの同じ重鎖と軽鎖 のヘテロダイマーと一緒になって、分子量150kDaほどのY字型のヘテロテトラマーとなっている。また目的に応じて、 抗原との結合能を維持した小型抗体分子、例えばFab(1つの軽鎖および半分の重鎖) のようなプロテアーゼ断片や、重鎖と軽鎖の可変領域ドメインを組換えDNA技術で人工的に接続することで、一本鎖の可変断片からなる'''単鎖抗体'''(single chain antibody)がしばしば利用されてきたた<ref><pubmed>23495938</pubmed></ref>。  




一方、1993年、ヒトコブラクダは、 例外的に軽鎖がない重鎖のみでできた特殊な抗体(重鎖抗体Heavy chain antibodies )も持っていることが、Hamers-Castermanらによって報告された<ref><[[PubMed|pubmed]]>8502296</pubmed></ref>。 これは、現存するラクダ科(ヒトコブラクダ、フタコブラクダ、リャマ/グアナコ、アルパカ/ビクーニャ)の動物に共通して見られる抗体である。その後、 軟骨魚(サメ、ギンザメなど)でも類似した重鎖抗体の存在が確認された。
一方、1993年、ヒトコブラクダは、 例外的に軽鎖がない重鎖のみでできた特殊な抗体(重鎖抗体Heavy chain antibodies )も持っていることが、Hamers-Castermanらによって報告された<ref><pubmed>8502296</pubmed></ref>。 これは、現存するラクダ科(ヒトコブラクダ、フタコブラクダ、リャマ/グアナコ、アルパカ/ビクーニャ)の動物に共通して見られる抗体である。その後、 軟骨魚(サメ、ギンザメなど)でも類似した重鎖抗体の存在が確認された<ref><pubmed>7877689</pubmed></ref>。


サメで見られる重鎖抗体は、IgNAR (new antigen receptor)と呼ばれ、1つの可変領域のドメイン(vNARと呼ばれる)が抗原と結合することができる。一方、ラクダ科の重鎖抗体では、その1つの可変領域ドメインはVHHと呼ばれる。他のポリペプチドの存在なしで抗原と結合する単鎖抗体であるVHHは、その分子量が通常のIgGの10分の1ほどの12-15kDaであり、nm単位の大きさであることから「ナノボディNanobody」と一般的に呼ばれている。  
サメで見られる重鎖抗体は、IgNAR (new antigen receptor)と呼ばれ、1つの可変領域のドメイン(vNARと呼ばれる)が抗原と結合することができる。一方、ラクダ科の重鎖抗体では、その1つの可変領域ドメインはVHHと呼ばれる。他のポリペプチドの存在なしで抗原と結合する単鎖抗体であるVHHは、その分子量が通常のIgGの10分の1ほどの12-15kDaであり、nm単位の大きさであることから「ナノボディNanobody」と一般的に呼ばれている。  
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ナノボディの情報を系統的に収集してきている中国の南京にある東南大学の[http://ican.ils.seu.edu.cn iCAN (Institute Collection & Analysis of Nanobody)]には、2018年8月現在、約2400のナノボディ配列が登録されている。
ナノボディの情報を系統的に収集してきている中国の南京にある東南大学の[http://ican.ils.seu.edu.cn iCAN (Institute Collection & Analysis of Nanobody)]には、2018年8月現在、約2400のナノボディ配列が登録されている。


図2に、ナノボディの1つとして構造が解かれた リャマ由来のGFPナノボディ (RCSBのPDBで3OGO, http://www.rcsb.org/structure/3OGO)、図3にはそのアミノ酸配列を示した。このGFPとGFPナノボディのKd値は約1nMである(Kubala et al., 2010)
図2に、ナノボディの1つとして構造が解かれたリャマ由来のGFPナノボディ<ref><pubmed>20945358</pubmed></ref> (RCSBのPDBで3OGO, http://www.rcsb.org/structure/3OGO)、図3にはそのアミノ酸配列を示した。このGFPとGFPナノボディのKd値は約1nMである<ref><pubmed>20945358</pubmed></ref>
[[ファイル:nanobody2.jpg ‎|サムネイル|300px|'''図2.リャマ由来のGFPナノボディ'''<br> RCSBのPDBで3OGO]]
[[ファイル:nanobody2.jpg ‎|サムネイル|300px|'''図2.リャマ由来のGFPナノボディ'''<br> RCSBのPDBで3OGO]]
[[ファイル:nanobody3.jpg ‎|サムネイル|750px|'''図3.リャマ由来のGFPナノボディのアミノ酸配列’’’<br>R1からFR4というフレームワーク領域(Framework regions)の中に超可変領域である相補性決定領域(Complementary determining regions)と呼ばれる3つのCDR1-3が見られる]]
[[ファイル:nanobody3.jpg ‎|サムネイル|750px|'''図3.リャマ由来のGFPナノボディのアミノ酸配列’’’<br>R1からFR4というフレームワーク領域(Framework regions)の中に超可変領域である相補性決定領域(Complementary determining regions)と呼ばれる3つのCDR1-3が見られる]]
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==ナノボディの応用==
==ナノボディの応用==
抗体同様に診断への利用とともに、抗体医薬品として、感染症、がん、神経系疾患治療などへの利用が期待される。 特に、ベルギーのAblynx社が開発した 後天性血栓性血小板減少性紫斑病を対象とした抗VonWillebrand因子ナノボディであるcaplacizumabは、 III相試験で良好な結果が得られており、まもなく発売予定であるとみられる。  
抗体同様に診断への利用とともに、抗体医薬品として、感染症、がん、神経系疾患治療などへの利用が期待される<ref><pubmed>24698358</pubmed></ref>。 特に、ベルギーのAblynx社が開発した 後天性血栓性血小板減少性紫斑病を対象とした抗VonWillebrand因子ナノボディであるcaplacizumabは、 III相試験で良好な結果が得られており、まもなく発売予定であるとみられる。  




==参考文献==
==参考文献==
<references/>
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