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英：nanobody 独：Nanobody, Nanoantikörper 仏：nanobody 中：纳米抗体 西：nanoanticuerpo | 英：nanobody 独：Nanobody, Nanoantikörper 仏：nanobody 中：纳米抗体 西：nanoanticuerpo | ||
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最も一般的な免疫グロブリンIgGは重鎖と軽鎖からなっているが、ラクダ科や軟骨魚は重鎖のみでできた免疫グロブリンも持っている。この重鎖抗体は可変領域のみで抗原と結合でき、この小さな単一ドメインはナノボディ（またはVHH）と呼ばれる。ナノボディは、それぞれアミノ酸配列が厳密に定義され、通常の抗体と同じように、免疫沈降法などの生化学的解析や免疫組織化学などに利用できる。また、細胞内でも抗原と結合できる細胞内抗体などとして機能的に発現させることで、神経細胞を含めたさまざまな細胞生物学的分析に利用可能である。診断や抗体医薬への応用も期待される。}} | |||
==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| | [[ファイル:nanobody1.jpg |サムネイル|300px|'''図1．抗体、重鎖抗体 、ナノボディ''']] | ||
[[wj:ウサギ|ウサギ]]、[[マウス]]などに見られる一般的な[[wj: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、[[wj:IgG|IgG]]、[[wj:IgM|IgM]]などの[[wj:免疫グロブリン|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（免疫グロブリンG, IgG）は、別々の[[wj: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[[wj: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切断断片や、重鎖と軽鎖の可変領域ドメインを[[wj:組換えDNA技術|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とした[[wj:単鎖抗体|単鎖抗体]] (single chain antibody, single chain variable fragment, scFV)がしばしば利用されてきた<ref><pubmed>8114766</pubmed></ref> <ref><pubmed>23908655 </pubmed> </ref>。 | |||
一方、1993年、[[wj:ヒトコブラクダ|ヒトコブラクダ]]（''Camelus dromedarius''）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><ref name=Muyldermans2013><pubmed>23495938</pubmed></ref>。 これは、現存するラクダ科の動物（ヒトコブラクダ、[[wj:フタコブラクダ|フタコブラクダ]]（''Camelus bactorianus''または''ferus''）、[[wj:リャマ|リャマ]]（''Lama glama''）/[[wj:グアナコ|グアナコ]]（''Lama guanicoe''）、[[wj:アルパカ|アルパカ]]（''Vicugna pacos''）/[[wj:ビクーニャ|ビクーニャ]]（''Vicugna vicugna''））に共通して見られる抗体である。その後、[[wj:軟骨魚綱|軟骨魚類]]（[[wj:サメ|サメ]]、[[wj:ギンザメ|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><ref><pubmed>19997068</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<ref name=Muyldermans2013/> <ref name=Arbabi2017><pubmed>29209322</pubmed></ref>。 | |||
注：実際は、ベルギーのAblynx社(2018年に、フランスのバイオテクノロジー会社Sanofiの傘下となった）の商標となっている。<ref>http://www.ablynx.com/technology-innovation/intellectual-property/</ref> | 注：実際は、ベルギーのAblynx社(2018年に、フランスのバイオテクノロジー会社Sanofiの傘下となった）の商標となっている。<ref>http://www.ablynx.com/technology-innovation/intellectual-property/</ref> | ||
==既知ナノボディの例== | ==既知ナノボディの例== | ||
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)]<ref><pubmed>29041922</pubmed></ref>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、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>。 | 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)]<ref><pubmed>29041922</pubmed></ref>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、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| | [[ファイル:nanobody2.jpg |サムネイル|200px|'''図2．リャマ由来のGFPナノボディとGFP <br>Protein Data Bank(RCSB)で3OGO<br> http://www.rcsb.org/structure/3OGO]] | ||
[[ファイル:nanobody3.jpg |サムネイル| | [[ファイル:nanobody3.jpg |サムネイル|300px|'''図3．リャマ由来のGFPナノボディのアミノ酸配列 <br>FR1, FR2, FR3, FR4というフレームワーク領域を挟んで超可変領域である相補性決定領域と呼ばれる３つのCDR1, CDR2, CDR3が見られる。リャマ由来のナノボディでは、普通、一本のジスルフィド結合（S-S）がある。]] | ||