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目次
VHH抗体 (ナノボディ・シングルドメイン抗体)とは
VHH抗体とは、ナノボディとも呼ばれる、ラマやラクダなどのラクダ科動物の血液に含まれる重鎖抗体 (HCAbs)から派生した抗体 (タンパク質)の一種です。シングルドメイン抗体の一種であるVHH抗体は、従来の抗体よりもはるかに小さく、特定の抗原に結合できる単一の可変ドメイン (VHH)で構成されている点が特徴です。
バイオロジカがCreative Biolabs社などによるVHH抗体 (ナノボディ)関連受託サービスをお届け致します。
同社は、VHH抗体 シングルドメイン抗体ライブラリー分野でのリーディングカンパニーです。ユニークで幅広い同社のサービスは、ラマおよびラクダを使用することによる免疫シングルドメイン抗体ライブラリーの構築、DNA合成を使用することによる合成ラクダ化ヒトシングルドメイン抗体ライブラリーの構築、シングルドメイン抗体ライブラリーのバイオパニングおよび組替えシングルドメイン抗体のラージスケール産生を可能としました。
VHH抗体の仕組み、原理
ドメイン抗体、VHH、VNAR、sdAbとしても知られているVHH (シングルドメイン抗体)は、単一の可変分子可変ドメインからなり、従来のFab領域の重鎖の軽鎖およびCHドメインを欠く一種の抗体フラグメントです。初期のシングルドメイン抗体 (ナノボディ)は、ラクダ科動物 (例えば、ラクダ、ラマ、アルパカなど)で同定された重鎖抗体のVHHドメインから作製されました。また、軟骨魚類 (例えばサメ)重鎖抗体 (IgNAR 免疫グロブリン新規抗原受容体として知られる)のVNARドメインは、sdAb産生のための別の供給源となります。別のアプローチとして、いくつかの重要な残基をラクダ化することによって、ヒトやマウスの正常IgGからの二量体可変ドメインを単量体に分割することがあります。
Fig. Distinguishing structural features of camelid and shark hcAbs. (Wesolowski et al. 2009)
従来の抗体と同様に、シングルドメイン抗体は特異的抗原に選択的に結合することができます。IgG (150〜160kDa)またはFab (~50 kDa)やscFv (~25 kDa)などの抗体断片と比較して、はるかに小さい12〜15kDaの低分子量であるため、シングルドメイン抗体は安定性・貫通性という大きな利点を有し、抗体医薬品または診断ツールの研究開発に不可欠となります。
Fig. The comparison among single domain antibody and other types of antibody.
一般的な抗体(上図A)は、２本の軽鎖と２本の重鎖からなり、軽鎖と重鎖は免疫グロブリンドメインにより構成され、軽鎖は2つ(VL、CL)、重鎖は4つ(VH, CH1, CH2, CH3)のドメインからできています。1993年Hamers-Castermanらが、ラクダ科動物の血中に重鎖のみによる抗体(重鎖抗体：Heavy-chain antibody 上図B)が多量に存在することを発見し、このラクダ抗体のVHドメイン (上図E)を、ナノボディまたはVariable domain of a heavy chain antibody(VHH)抗体といいます。このナノボディが発見されるまで、抗体を利用した最小抗原認識分子は、VH、VLの2つのドメインをリンカーで結合させた一本鎖抗体(scFv: single chain Fv 上図D)でした。
全体として、VHH抗体の多用途性、特異性、ユニークな特性は、現代の生物医学研究において不可欠なツールとなっております。
VHH抗体受託サービスの特長
- CDR3領域が通常のIgG抗体と比べ長い
一般的なIgG抗体は、VHとVLの6箇所のCDR領域で抗原結合領域となっているが、重鎖抗体由来のVHH抗体の場合、3箇所のCDR領域で抗原と結合する。VHH抗体のCDR領域は一般的な抗体の約3倍の長さである。 - 生産が容易
分子量が約15KDaで、大腸菌のような微生物発現系で容易に発現が可能。scFvやFabはVHドメインとVLドメインをリンカーでつなぐ必要があるがVHH抗体ではVLドメインがないため、他のフラグメント抗体に比べ発現効率が高い。 - 安定性が高い
sdAb (VHH抗体・ナノボディ)は、様々な劣悪な条件下 (高温、高圧など)において天然の構造へ巻き戻りやすい性質 (可逆性)を持つ。また、90℃という高温にも耐えることが可能。 - ファージディスプレイ法
大腸菌に感染するウイルスであるバクテリオファージ粒子表面に、タンパク質やペプチドを別の分子と相互作用できる形で提示させる方法である。また、提示された分子の遺伝子情報はファージ内のDNAに組み込まれているため、容易に提示分子の構造情報を入手できるという利点を有している。
ファージディスプレイに関する詳細はこちらのページをご覧ください。 - 免疫ライブラリー
特定の疾患や感染症に羅患した患者や、標的の抗原を免疫して抗体価を上昇させた免疫動物のリンパ球由来の抗体遺伝子を用いる。免疫ライブラリーは、抗原結合力の強い抗体を得ることができるが、多様性に乏しい。最初から目的の抗体遺伝子がライブラリー中に含まれるので、比較的小さなサイズのライブラリーからも目的の抗体を得ることが可能。この方法では、それぞれの抗原ごとにライブラリーを作製する必要がある。 - ナイーブライブラリー
免疫をしていない動物もしくは健常者由来のリンパ球を用いる。
ナイーブライブラリーは、抗体遺伝子に偏りのない多様性に富んだ抗体ライブラリーを獲得できる可能性が高いが、抗原結合力が弱くなる。免疫作業を必要としないため、自己抗原に対する抗体作製が可能。ナイーブライブラリーは免疫ライブラリーとは異なり抗原特異的なクローンが少ないので、抗体の多様性が必須であることから大規模なライブラリーを構築する必要がある。 - アフィニティマチュレーション (Affinity maturation: 親和性成熟)
抗原による刺激を繰り返し行うことで、抗原に対してより強く反応する(親和性が高い)抗体を産生すること。免疫ライブラリーでは、上述したように抗原結合力の強い抗体が得られるため、アフィニティマチュレーションは必要としないが、ナイーブライブラリーの場合は本操作が必要となることがある。 >> アフィニティマチュレイションに関する詳細はこちらもご覧ください。
Creative Biolabs社のシングルドメイン抗体探索サービス
シングルドメイン抗体(SdAb)探索のためのワンストップソリューション
Creative Biolabs社は、最先端のプラットフォームを活用し、高い親和性と特異性を持つシングルドメイン抗体(sdAbs)の探索を専門としています。お客様のご要望に応じて、ラクダ、ラマ、アルパカ、あるいはサメをレパートリーソースとして免疫し、様々な抗原をターゲットとするシングルドメイン抗体を開発することができます。
また、同社は、既製シングルドメイン抗体(SdAb)ライブラリーをスクリーニングし、多数の標的に対する高力価のシングルドメイン抗体を単離することができます。カスタムsdAb探索受託サービスに加えて、同社はお客様のあらゆるニーズにお応えするために、リコンビナントシングルドメイン抗体(SdAb)製品を包括的に提供しています。価格や納期はお気軽にお問い合わせください。
SdAb探索のワークフロー
- コンサルテーションとプロジェクト計画
プロジェクトデザイン、ターゲットの選択、特定のプロジェクト要件を満たすための戦略開発における専門家のガイダンス。
~約2週間 - 抗原デザインと調製
高タンパク質分子、膜タンパク質、ハプテン、その他の困難なターゲットなど、幅広いターゲットに合わせた抗原のデザインと作製を行い、最適な抗体作製を保証します。
~6週間 - SdAbライブラリーの構築とスクリーニング
シングルドメイン抗体探索のための包括的な選択肢をご用意。- 免疫sdAbライブラリー構築は、リャマ、アルパカ、ラクダから最高の標的特異性を得ることができます。
- 合成sdAbライブラリー構築は、卓越したレパートリーの多様性とカスタムの独自デザインを提供します。
- 同社の既製sdAbライブラリーの使用ライセンスは、スクリーニングとバリデーションのための迅速なスキームを提供します。
特異性、親和性、安定性、機能性など、ご希望の特性を持つ候補sdAbを選択するために、最適な戦略でハイスループットライブラリーのスクリーニングとバリデーションを実施します。
1-4ヶ月 - 特異的SdAbの特性評価
お客様のご要望に応じて、sdAbの様々な特性評価を行い、目的とする特性への適合性を確認します。- アフィニティ測定
- 特異性評価
- 安定性試験 (熱安定性、pH安定性など)
- 機能アッセイ (細胞結合、中和など)
- エピトープマッピング
- その他
- SdAbのエンジニアリングと最適化
特定の用途 (研究分野、治療薬、診断薬など)に向けて、望ましい特性を持つsdAbを最適化するためのテーラーメイドの戦略をご提案。 - パイロット発現とスケールアップ生産
Creative Biolabs社では、細菌、酵母、哺乳類細胞などの様々な発現系を設定し、高純度かつ高活性のsdAbを発現・精製しています。一方、当社のスケーラブルな生産システムは、sdAb製造のスケールアップに関する特定の要求に応える柔軟なソリューションを提供します。
6週間
様々な用途に向けたシングルドメイン抗体開発
詳細は以下リンク先のメーカーウェブサイトをご覧ください。
シングルドメイン抗体探索技術基盤
- ファージディスプレイ技術
ファージ・ディスプレイはsdAbsの探索と最適化のための強力なツールです。このin vitro選択技術は、細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージを利用し、その表面にsdAbを提示します。表示されたsdAbを連結することで、ファージ・ディスプレイは膨大なバリアントのライブラリーから高親和性sdAbを迅速に同定することを可能にします。
さらに詳しく - 酵母ディスプレイ技術
酵母ディスプレイは、細胞株ターゲットに対する高親和性sdAb結合体の効率的なスクリーニングと選択を可能にします。酵母は真核生物であるため、表示された結合体の適切なフォールディングと翻訳後修飾が可能であり、これはsdAbsの機能性を維持するために極めて重要です。
さらに詳しく - シングルB細胞ソーティング技術
B細胞のレパートリーはsdAbsの潜在的な供給源です。近年、シングルB細胞ソーティング技術は著しく進歩し、特異的なsdAbsを迅速に得るための効率と実現性が向上しています。同社による最先端のNative™プラットフォームは、B細胞スクリーニング、クローニング、in vitro発現を網羅し、新規sdAbsの発見と開発のための革新的なソリューションを提供します。
さらに詳しく
シングルドメイン抗体探索プロジェクトの結果概略 (典型例)
価格や納期など見積もりのご依頼、その他お問い合わせはこちら。
ProteoGenix社のVHH抗体作製受託サービス
ProteoGenix社はVHHシングルドメイン抗体作製受託サービスを提供しています。
ハイライト
- 当社のアルパカ/ラマを用いて、またはナイーブライブラリーの使用による免疫ライブラリーの構築
- ファージディスプレイ技術によるナイーブライブラリーまたは免疫ライブラリーのバイオパニング
- VHHシングルドメイン抗体の大量生産
- ライブラリーの構築とファージディスプレイによるスクリーニング
VHHシングルドメイン抗体作製ステップ
アルパカ、ラマ、などへの免疫 (ナイーブライブラリーを使用する場合は不要)
↓
ファージディスプレイライブラリーの構築
↓
バイオパニング：スクリーニング増幅とヒットの同定
↓
VHHシングルドメイン抗体作製および分析試験 (ELISA、Biacore、SEC-HPLC、DSC)
VHH作製に関するFAQ
こちらのCreative Biolabs社ウェブサイトをご覧ください。
ナノボディ受託作製 (VHH抗体・シングルドメイン抗体)の関連製品・サービス
- カスタム抗体受託作製サービス トップページ
- ファージディスプレイ関連ページ
下記リンク先はメーカーページです。
Services:
- Engineering Services | Human or Humanized Antibody Services | Magic™ Human Antibody Production Using Transgenic Mice
- Discovery Services | Native™ Antibody Discovery Services
Products:
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