JPH0771510B2 - モノクローナル抗体の作成方法 - Google Patents

モノクローナル抗体の作成方法

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JPH0771510B2
JPH0771510B2 JP3350835A JP35083591A JPH0771510B2 JP H0771510 B2 JPH0771510 B2 JP H0771510B2 JP 3350835 A JP3350835 A JP 3350835A JP 35083591 A JP35083591 A JP 35083591A JP H0771510 B2 JPH0771510 B2 JP H0771510B2
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lek
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dhfr
cells
antibody
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友邦 国分
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジヒドロ葉酸還元酵素
(以下DHFR)のカルボキシル末端に目的化合物を結
合した複合タンパク質を作成し、それを免疫用抗原とし
て用いることを特徴とするモノクローナル抗体の作成方
法に関するものである。本発明の産業上の利用分野とし
ては、臨床検査及び医薬品製造の分野が上げられる。
【0002】
【従来の技術】生体内に存在する微量生理活性物質を特
異的に検出し定量する方法として、抗原−抗体反応にお
ける免疫学的分子認識特性と放射性同位元素の放射能ま
たは酵素活性の高感度検出による定量特性を組み合わせ
た放射免疫測定法(RIA)及び酵素免疫測定法(EI
A)が知られている。これら免疫測定法は血清など試料
中の測定対象物質を高感度かつ比較的容易に定量できる
ことから、測定対象物質の数が年々増加の一途をたどっ
ており、臨床検査など医療福祉の分野において一つの産
業を形成しつつある。特にEIAはRIAが法的規制の
ある放射性同位元素を用いなければならない不便さがあ
るのに対し、酵素活性を検出手段に用いるため取扱いが
容易であり、最近はEIAによる測定法が普及しつつあ
る。
【0003】モノクローナル抗体とは、1個のB細胞ま
たは1個の細胞より分裂によって生じた均一な細胞集団
によって産生された抗体であり、抗原分子の特定の抗原
決定基のみを認識する。また、抗体の特異性のみなら
ず、クラス、サブクラス、親和力などの性質も全く均一
な抗体の集団である。従って、モノクローナル抗体の有
効性は、抗体の均一性に求めることができ、この性質を
利用することにより各種の免疫測定を行うときに、抗体
の不均一性に由来する種々の障害を原理的に取り除くこ
とができるという特徴を有する。
【0004】モノクローナル抗体を用いた免疫測定法を
確立する場合、測定対象生理活性分子に対して特異的に
結合するモノクローナル抗体を調製しなければならな
い。一般に、モノクローナル抗体を作成する場合は、免
疫動物を免疫感作し、抗体を産生するようになった動物
の脾臓細胞を取り出し、これをミエローマ細胞などの試
験管内で培養できる細胞と融合した細胞(ハイブリドー
マ)をつくり、スクリーニングして目的のモノクローナ
ル抗体をつくるハイブリドーマを選び出し、得られたハ
イブリドーマを利用して、目的のモノクローナル抗体の
調製を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】モノクローナル抗体を
作成する場合、種々の問題点が上げられている。
【0006】第1は、分子量数千もしくはそれ以下の化
合物は抗原活性が極めて低いことである。そのため一般
には、目的化合物をウシ血清アルブミン(BSA)等の
高分子担体に化学結合させ、抗原活性を高めた複合体を
調製し、それを利用して免疫感作が行われている。しか
しながら、目的化合物の高分子担体への結合には、グル
タルアルデヒドなどの2価性架橋試薬が用いられ、架橋
反応の効率が低いことの他に、架橋反応の結果、高分子
担体に結合した化合物自身の構造が目的とした構造と異
なる可能性が考えられること、また、高分子担体状の結
合部位が特定できないことなど、原理的に避けることが
困難な問題がある。
【0007】第2の問題は、目的のモノクローナルをつ
くる特定のハイブリドーマのスクリーニングが煩雑であ
ることである。とくに、目的化合物を結合する高分子担
体に対しても多くの種類の抗体が作られることから目的
化合物に対するモノクローナル抗体の産生をスクリーニ
ングする場合は、免疫感作に用いられた目的化合物を結
合した高分子複合体を用いることができず、免疫感作用
及び抗体検出用の2種類の異なった抗原を準備しなけれ
ばならない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を本質的に解消する手段に関して鋭意研究を行い、既
に本発明者らが、枯草菌及び大腸菌の2種類のDHFR
を用いて、それぞれのカルボキシ末端に目的化合物を効
果的に結合する方法を種々開発していることに着目し
た。すなわち、目的化合物がDHFRのカルボキシル末
端側に結合した複合タンパク質を作成し、これを用いて
免疫動物を免疫感作すること、及び、免疫感作した複合
DHFRと異なり目的化合物を結合したDHFRもしく
は高分子担体を利用して行うハイブリドーマのスクリー
ニング方法を考案し、上記問題点を解消できることを示
した。
【0009】即ち、本発明は、抗原性の異なる2種類の
ジヒドロ葉酸還元酵素のそれぞれのカルボキシル末端に
目的の化合物を結合して得られた2種類の複合蛋白質の
うち、一方の複合蛋白質を用いて動物を免疫し、得られ
る免疫細胞と増殖可能な細胞とを融合させ、次いで、他
方の複合蛋白質を用いて前記融合細胞から目的のモノク
ローナル抗体を産生する融合細胞を選出し、得られる融
合細胞からモノクローナル抗体を産生することを特徴と
するモノクローナル抗体の製造方法である。2種類のジ
ヒドロ葉酸還元酵素としては、大腸菌及び枯草菌由来の
ものが挙げられ、増殖可能な細胞としては、マウス骨髄
腫細胞が挙げられる。以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明は、(1)目的化合物をカルボキシ
ル末端側に有する複合DHFRの作成、及び(2)複合
DHFRを用いたモノクローナル抗体の作成により構成
される。
【0011】目的化合物をカルボキシル末端側に有する
複合DHFRの作成は種々の方法で作成できる。
【0012】目的化合物がペプチドである場合は、遺伝
子工学的に作成することができる。目的ペプチドをカル
ボキシ末端側に有するDHFR融合タンパク質の遺伝子
工学的手法による作成方法(特許公告平3−64112
号公報、特許公告平3−49559号公報、特許公告平
3−64111号公報)及び目的融合タンパク質の宿主
菌からの精製分離方法(特許公告平3−33315号公
報、特許公告平1−555108号公報、特許公告平3
−646517号公報)に関しては、本発明者らによっ
て開発されており、その方法に従うことにより、高度精
製した目的融合タンパク質を入手することができる。な
お、DHFRとの融合タンパク質の作成方法は、枯草菌
及び大腸菌由来のDHFRを用いた方法について公知で
あるが、各種生物由来のDHFRを用いた場合も可能で
あることを容易に類推することができることから、本発
明は、DHFRの起源に限定されない。
【0013】融合タンパク質の生成は、目的ペプチドを
暗号化するDNAを合成、もしくは単離し、これを本発
明者らが既に開発している融合タンパク質作成用ベクタ
ーに組み込み、目的融合タンパク質を大腸菌などの宿主
菌体で発現させる。宿主菌体を培養、これから、発現し
た融合タンパク質をDHFR活性を目安に高度に精製す
る。目的ペプチドに関しては、大腸菌のDHFRを用い
た場合、200アミノ酸程度よりなるプロラクチンとの
融合タンパク質の発現生産に関して成功していることか
ら(特許公開平2−142479号公報)、任意長さの
ペプチドを用いることができる。
【0014】目的化合物が上記に述べた方法で作成でき
ない場合は、DHFRのカルボキシル末端にシスティン
残基を導入したDHFR(平成3年11月26日特許出
願「新規なジヒドロ葉酸還元酵素及び改変ジヒドロ葉酸
還元酵素遺伝子」)を利用することにより達成できる。
【0015】この目的に利用されるDHFRは、その酵
素タンパク質のカルボキシ末端側にシステイン残基をカ
ルボキシ末端とする数個のアミノ酸残基から成るアミノ
酸配列が導入された構造をとる。このDHFR中のカル
ボキシ末端のメルカプト基の反応性は高く、中性(pH
7.0)、室温(15〜30℃)での、5,5′‐ジチ
オビス(2‐ニトロ安息香酸)を用いたチオール‐ジス
ルフィド交換反応では迅速に反応し約数分でその反応を
完結することが既に示されている(平成3年11月26
日特許出願「新規なジヒドロ葉酸還元酵素及び改変ジヒ
ドロ葉酸還元酵素遺伝子」)。従って、目的化合物のチ
オール誘導体を作成した場合、チオール‐ジスルフィド
交換反応を利用することにより、目的化合物をDHFR
のカルボキシル末端に結合することが可能である。
【0016】更に、チオール(SH基)の特異的反応と
しては、この他に(I)金属イオン及び有機水銀化合物
との反応、(II)アルキル化反応などが知られており
(参考文献として、例えば「SH基の化学修飾」石黒正
恒著、学会出版センター、1978年)そのような反応
を利用することにより、目的化合物のそれぞれの反応用
誘導体をDHFRのカルボキシル末端に結合することが
可能である。
【0017】上記に述べた方法により作成した複合タン
パク質を用いた免疫動物の免疫感作は、通常に行われる
免疫感作の方法を用いて行うことができる。すなわち、
融合タンパク質をアジュバンドと混合し、日をおいて数
回に分けて注射した後、採血し、血液中から抗体を分離
し、その抗体価を調べることにより行うとができる。
【0018】目的化合物をカルボキシ末端側に有する複
合DHFRを免疫感作用抗原として用いることの利点と
しては、DHFR酵素活性を利用することにより高度
に精製することができ、不純物に由来する不用な抗体の
産生誘導を抑えることができる。複合タンパク質が均
一である。化合物の一部がDHFRのカルボキシ末端
に結合している以外は、その他の構造は目的の構造であ
る。DHFRが細菌由来であり、免疫動物との類縁性
が非常に離れていることから、抗体産生に増強効果が期
待できる。などが上げられる。
【0019】本発明の実施例では、アミノ酸5残基から
なり種間の特異性がないため抗原活性が極めて弱いロイ
シンエンケファリン(LEK)をとりあげ、LEK換算
として1.4μgのごく少量で有効に免疫感作が行われ
ることを示し、本発明が優れていることを示している。
以下に、LEKを例にとり、本発明のモノクローナル抗
体の作成手順を説明する。LEK以外の化合物がカルボ
キシル末端に結合したDHFRを用いる場合も全く同様
の作成手順を適用できる。
【0020】免疫感作は、枯草菌由来のDHFRのカル
ボキシ末端にLEKを連結させた融合タンパク質(bs
DHFR−LEK)を調製し、これを免疫感作用実験動
物としてもちいたBALB/cメスマウスにbsDHF
R−LEKを0.5 mg/mlの濃度になるように生理食塩水
で希釈した後、等容量の完全フロイントアジュバンド
(1回目)もしくは不完全フロイントアジュバント(2
及び3回目)と混合し、マウス腹腔内に3週間ごと3回
投与することにより行った。最終注射後14日目には有
効な抗体産生が観察される。
【0021】抗体産生は、マウス尾静脈から採血し、血
清を分離し、これを固相酵素免疫測定法(ELISA)
により力価を測定することにより行うことができる。本
実施例では、以下の方法を用いたが、ELISAの方法
およびそれに用いられるLEKを固定化したタンパク質
によって本発明は制限されない。
【0022】力価測定用高分子結合抗原としては、大腸
菌由来のDHFRのカルボキシル末端にLEKを連結さ
せた融合タンパク質(ecDHFR−LEK)を用いる
ことができる。bs−DHFRとec−DHFRの抗原
性は互いに異なり、bs−DHFRを免疫感作して作ら
れる抗体はec−DHFRを認識できないことから、L
EK部分に対してのみの抗体を特異的に検出できる。
【0023】bsDHFR−LEKを免疫感作した時の
LEK抗体の力価測定を以下の方法で行う。ecDHF
R−LEKを、0.1 M 炭酸ナトリウム緩衝液 pH9.5で 1
-10μg/mlの濃度に希釈する。これを、ELISA用の
市販の96穴マイクロプレートにウェル当り 50μlずつ分
注し、2時間以上4℃で静置し、ウェルに吸着させる。
水で3回洗浄後 0.5%BSA-0.025M EDTA- 0.15M NaCl-10m
M リン酸緩衝液pH7.5(BEPBS)でウェルを満たし1時間以
上室温で静置する。続いて 0.05% Tween 20-0.15 M NaC
l-10mM リン酸緩衝液 pH7.5(TPBS)と水で3回ずつプ
レートを洗浄した後よく水を切って -20 ℃で使用直前
まで保存する。測定する血清を 1ウェル当り50μl ずつ
タンパク質固定化プレートに分注し、1時間室温で反応
後TPBSと水で3回ずつ洗浄した後、50μl ずつ400倍に
0.05%Tween 20-BEPBS (TBPBS)で希釈した西洋わさびペ
ルオキシダーゼ標識ヤギ抗マウスIgG+IgM抗体溶液を分
注する。続いて1時間室温で静置後同様にプレートを洗
浄しよく水を切った後、50μl ずつ各ウェルに0.25mg/m
l ABTS(2,2'-アシ゛ノ-ヒ゛ス(3-エチルヘ゛ンソ゛チアソ゛リン-6-スルホン酸)-0.
0025%H2O2-0.1M クエン酸緩衝液(pH4.2)を加え発色
反応を行なう。反応は0.5%のSDS水溶液 150μl を加え
ることで停止させ、405nm の吸収増加をコロナ社のマイ
クロプレートリーダーで測定し、プレートに残存してい
るマウスガンマグロブリンを定量する。この方法によ
り、LEKに対する抗体のみを検出でき、LEK部分に
対して動物が免疫感作されているかを知ることができ
る。なお、ecDHFR−LEKで免疫感作する場合、
bsDHFR−LEKを用いて同様に行うことができ
る。
【0024】ハイブリドーマの作成は、細胞融合はKohl
erとMilsteinの方法に従って行うことができる。実施例
では、3回目の免疫感作を行ったマウスのうちELIS
Aで抗LEK活性が強く検出された1匹について、3回
目の感作後3週間目に尾静脈内に17μg のDHFR−L
EKを含む生理食塩水0.1mlを注射し免疫系を刺激した
後4日目に脾臓を摘出した。細胞融合は分散化した脾臓
細胞とマウス骨髄種細胞x63・Ag8・653株とを5:1の割合
で混合し、50 % PEG-RPMI 1ml中で細胞融合を行った。
融合後細胞分散液は 695個のウェルに100μlずつ分注し
RPMI-HAT-15%FCS培地でハイブリドーマの選択を行っ
た。ハイブリドーマのクローニングは希釈法で行った。
【0025】クローニングしたハイブリドーマがLEK
に対する抗体を産生しているかの有無は、ecDHFR
−LEKを固定化した上記ELISAに準じて行なう。
ecDHFR−LEKをウェルに吸着させ、3回洗浄
後、測定するものとして、ハイブリドーマの細胞培養液
を用いる。
【0026】モノクローナル抗体のグロブリンクラス同
定に用いたELISAは、ザイメッド社の免疫グロブリ
ンクラス同定用抗体キットを用い処方に従って行なうこ
とができる。また、抗LEKモノクローナル抗体のLE
K認識部位を調べるために行った各種ペプチドに対する
免疫交差活性測定のためのELISAは以下のように行
なう。bsDHFR−LEK融合タンパク質100μg/ml
で固定化処理したマイクロプレートの各ウェルに、20μ
g/mlの抗LEKモノクローナル抗体50μlとTBPBSで段階
希釈した濃度のペプチド溶液50μlを分注し、2時間室
温で反応後、TPBSと水でプレート洗浄を行い、西洋わさ
びペルオキシダーゼ標識ヤギ抗マウスIgG+IgM抗体溶液
を用い前述のごとくプレートに残存した抗LEKモノク
ローナル抗体量を発色定量する。本発明の実施例では、
最終的に、2種類のLEKに対するモノクローナル抗体
が得られ、本発明の方法が有効であることが確かめられ
た。
【0027】
【実施例】次に本発明の実施例をしめす。 実施例1 DHFR−LEK融合タンパク質の調製 枯草菌または大腸菌のDHFRの遺伝子にLEKを暗号
化した遺伝子を連結させて作製したDHFR−LEK遺
伝子を有するプラスミドを含有する大腸菌を遺伝子操作
により調製した(特許公告平1−48754、特許公告
平3−55108)。これら大腸菌についてそれぞれ液
体培養を行い、得られた菌体を超音波処理、DEAE−
トヨパール650Mイオン交換クロマトグラフィー及び
トヨパールHW55ゲルクロマトグラフィーでDHFR
−LEKタンパク質分画を精製純化し、SDS電気泳動
で均一なバンドを示す枯草菌及び大腸菌DHFR−LE
K融合タンパク質を得た。
【0028】実施例2 bsDHFR−LEK融合タン
パク質の免疫感作 マウス1匹当りbsDHFR−LEK50μg投与群3匹
と10μg投与群3匹の3回免疫感作後の血清を分離しそ
の抗体価を測定した。ecDHFR−LEKをプレート
に固定化して行ったELISAでは血清中の抗体価に両
群の差はみられなかったが、LEKをBSAにグルタル
アルデヒド法で結合させて調製したBSA−LEKに対
しては50μg投与群のマウス2匹の血清にのみLEK結
合活性の存在が認められた。このことは1)bsDHF
R−LEKの3回投与により抗LEK抗体を発現させる
ためにはbsDHFR−LEK 50μg(LEK含量:
約1.4μg) をマウスに投与すれば、DHFR1分子に
1分子のLEKが結合した融合タンパク質でもLEKに
対する抗体の産生を惹起できること。2)DHFRはカ
ルボキシル末端に遺伝子操作で元来抗原活性のない低分
子量ペプチドを結合させることにより抗原性を付与でき
る有用な担体になりうることを示唆している。
【0029】実施例3 抗体産生ハイブリドーマ細胞の
調製 3回目の免疫感作を行ったマウスのうちELISAで抗
LEK活性が強く検出された1匹について、3回目の感
作後3週間目に尾静脈内に17μg のbcDHFR−LE
Kを含む生理食塩水0.1mlを注射し免疫系を刺激した後
4日目に脾臓を摘出した。細胞融合は分散化した脾臓細
胞とマウス骨髄種細胞x63・Ag8・653株とを5:1の割合で
混合し、50 % PEG-RPMI 1ml中で細胞融合を行った。融
合後細胞分散液は 695個のウェルに100μlずつ分注しRP
MI-HAT-15%FCS培地でハイブリドーマの選択を行った。
ハイブリドーマのクローニングは希釈法で行った。695
個のウェルに分散させた細胞分散液より、HAT選択に
より146個のウェルでハイブリドーマによるコロニーの
形成が観察された。bsDHFR−LEKを96穴マイク
ロプレートに固定化して行ったELISAの結果146個
のウェルのうち11個のウェルの培養液にbsDHFR−
LEK結合活性が認められた。これらのウェルについて
クローニングを行いハイブリドーマを純化して得た10株
について、ecDHFR−LEKでプレートを固定化し
て行ったELISAにより 3株(NO.36,NO.74, NO.11
3)がLEKに対して抗体結合活性を有していることが
判明した。このことはDHFRが抗LEK抗体調製用担
体として有用であることを裏付けている。
【0030】実施例4 得られたモノクローナル抗体の
サブクラスの同定。 bsDHFR−LEK結合活性が認められた10株(ec
DHFR−LEKとの結合活性を示した3株を含む)に
ついて、産生しているガンマグロブィンクラス同定のた
めにELISAで判別したところ、10株のうち 7株がIg
G1кタイプであること、残り 3株がIgMを産生している
ことがわかった。
【0031】 実施例5 得られたモノクローナル抗体、bsDHFR
−LEK−36及び−74抗体、の免疫交差活性 LEKの対するモノクローナル抗体の免疫交差性を調べ
るため種々のペプチド及びタンパク質についてELIS
Aを行った。その結果、bsDHFR−LEK−36及
び−74抗体は、LEKに対し10−7Mから10−4
Mの濃度範囲で用量反応曲線を示し、IC50はそれぞ
れ3.74×10−6M及び4.66×10−6Mであ
った。なおbsDHFR−LEK−No.113抗体に
ついては検討していない。このことはbsDHFR−L
EKを用いた定量用ELISAの可能性を示唆してい
る。両抗体の主要なLEK認識部位は、両抗体がロイシ
ンの代わりにメチオニンをカルボキシル末端に持つメチ
オニンエンケファリンに対して弱い免疫交差活性を示し
た一方、LEK−NH2やアミノ末端側にLEKのアミ
ノ酸配列を有するα−neoendrophinに対し
て全く交差活性を示さなかったことから、カルボキシル
末端側にあるロイシン残基の側鎖部分及びカルボキシル
基であることが示された。また、両抗体はD−,L−ロ
イシン及びD−Ala2,D−Leu5−enkeph
alinに対しても交差活性を示さなかったのは、ロイ
シン残基の不斉性を認識しているとともにLEKの他の
部位にも認識部位が存在していることを示唆している。
このことは1位のチロシン残基をスルホン化したTyr
(Sul)1−enkephalinに対する交差活性
が両抗体で異なっていたことからも支持される。さら
に、ecDHFR−LEKに対して免疫交差活性を示し
た反面、LEKをカルボキシル末端に結合していないb
sDHFRもしくはecDHFRとは反応しなかったこ
とから、両抗体はbsDHFR−LEKのLEK部分を
特異的に認識している抗体であることが明らかになっ
た。
【発明の効果】本発明に従えば、抗原活性の極めて低い
化合物に対するモノクローナル抗体の作成を簡単に行う
ことができる。すなわち、動物の免疫に用いる複合蛋白
質と融合細胞のスクリーニングに用いる複合蛋白質とを
変えることによって、免疫感作に用いた目的化合物に結
合するDHFRに対して多くの種類の抗体が作られてし
まうことに起因するスクリーニングの煩雑さを解消する
ことができる。また、このことは、モノクローナル抗体
を用いた種々の分析に貢献することが大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07K 16/44 8318−4H C12N 15/02 (C12P 21/08 C12R 1:91)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抗原性の異なる2種類のジヒドロ葉酸還
    元酵素のそれぞれのカルボキシル末端に目的の化合物を
    結合して得られた2種類の複合蛋白質のうち、一方の複
    合蛋白質を用いて動物を免疫し、得られる免疫細胞と増
    殖可能な細胞とを融合させ、次いで、他方の複合蛋白質
    を用いて前記融合細胞から目的のモノクローナル抗体を
    産生する融合細胞を選出し、得られる融合細胞からモノ
    クローナル抗体を産生することを特徴とするモノクロー
    ナル抗体の製造方法。
  2. 【請求項2】 2種類のジヒドロ葉酸還元酵素が大腸菌
    及び枯草菌由来のものである、請求項1記載のモノクロ
    ーナル抗体の製造方法。
  3. 【請求項3】 増殖可能な細胞がマウス骨髄腫細胞であ
    る、請求項1記載のモノクローナル抗体の製造方法。
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