JP2021073888A - Tcr様抗体の製造方法およびその利用 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 目的抗原ペプチドとMHCとの複合体(目的抗原p/MHC)に特異的に結合可能なT細胞受容体(TCR)様抗体を産生する細胞の特定方法であって:
(1)基体の一方の主表面に複数のウェルを有し、ウェルは1つの細胞のみが入る大きさであり、ウェルの周辺の主表面の少なくとも一部に抗体と結合性を有する物質の被覆層を有するマイクロウェルアレイの少なくとも一部のウェルに、被検体細胞を培養液とともに格納し;
(2)被覆層およびウェルを培養液に浸漬して、被検体細胞より培養液中に産生された抗体がウェルから被覆層への拡散が可能な状態で被検体細胞を培養して、産生された抗体を被覆層の物質と結合させ;
(3)結合した抗体に、TCR様抗体以外の抗体をブロックした後に、目的抗原p/MHCを供与し;
(4)目的抗原p/MHCに結合した抗体を検出し、その抗体を産生する細胞を、TCR様抗体を産生する細胞として特定する
工程を含む、方法。
[2] 工程(3)で行われるブロックが、非抗原ペプチドとMHCとの複合体(非抗原p/MHC)を供与することにより実施される、請求項1に記載の方法。
[3] 被検体細胞が、目的抗原p/MHCにより免疫された動物から回収したB細胞である、1または2に記載の方法。
[4] 被覆層の物質が、抗IgG抗体である、1〜3のいずれか1項に記載の方法。
[5] 工程(3)で供与される目的抗原p/MHCが、ビオチン化またはタグ化されており、工程(4)における検出が、標識物質とストレプトアビジンとの複合体または標識物質とタグ抗体との複合体を用いて行われる、1〜4のいずれか1項に記載の方法。
[6] 標識物質が、蛍光物質である、5に記載の方法。
[7] 目的抗原ががん関連抗原である、1〜6のいずれか1項に記載の方法。
[8] 1に定義された工程(1)〜(4)を含み、
(5)特定されたTCR様抗体を産生する細胞を少なくとも1個ずつ容器に回収し;
(6)容器内の細胞をPCRに供してTCR様抗体の遺伝子を増幅し;
(7)増幅した遺伝子からリコンビナントTCR様抗体産生用遺伝子を構築して抗体産生用細胞へ導入し;そして
(8)遺伝子が導入された抗体産生用細胞によりリコンビナントTCR様抗体を製造する
工程を含む、TCR様抗体の製造方法。
[9] 目的抗原ががん関連抗原である、7に記載の製造方法。
[10] がんの免疫療法に用いるTCR様抗体を製造するための、7または8に記載の製造方法。
(1)基体の一方の主表面に複数のウェルを有し、ウェルは1つの細胞のみが入る大きさであり、ウェルの周辺の主表面の少なくとも一部に抗体と結合性を有する物質の被覆層を有するマイクロウェルアレイの少なくとも一部のウェルに、被検体細胞を培養液とともに格納し;
(2)被覆層およびウェルを培養液に浸漬して、被検体細胞より培養液中に産生された抗体がウェルから被覆層への拡散が可能な状態で被検体細胞を培養して、産生された抗体を被覆層の物質と結合させ;
(3)結合した抗体に、TCR様抗体以外の抗体をブロックした後に、目的抗原p/MHCを供与し;
(4)目的抗原p/MHCに結合した抗体を検出し、その抗体を産生する細胞を、TCR様抗体を産生する細胞として特定する
工程(1)は、マイクロウェルアレイに、被検体細胞を播種する工程である。本発明には、マイクロウェルアレイとして、前掲特許文献1に詳細に記載されたものと同じものを用いることができる。また、当業者であれば、これらの文献を参照し、本発明のためのマイクロウェルアレイを適宜設計できる。本発明に用いることのできるマイクロウェルアレイは、典型的には多数のマイクロウェルを配したチップであり、具体的には次のようなものである。
本発明の工程(2)は、前記被覆層およびウェルを培養液に浸漬して、被検体細胞より培養液中に産生された抗体がウェルから前記被覆層への拡散が可能な状態で被検体細胞を培養して、産生された抗体を被覆層の物質と結合させる工程である。培養によって細胞が抗体を産生し、産生された抗体が培養液に放出され、ウェル内部からウェル周辺の被覆層に拡散する。拡散し、被覆層に到達した産生抗体は、被覆層を構成する抗体と結合性を有する物質(例えば、被検体細胞がウサギ由来である場合は、抗ウサギ抗体)と結合する。抗体を産生しない細胞を格納したウェル周辺の被覆層では産生物質と結合性物質との結合は生じない。
本発明の工程(3)は、ウェルの周辺のチップの主表面の少なくとも一部に結合した抗体に、TCR様抗体以外の抗体をブロックした後に、目的抗原p/MHCを供与する工程である。
本発明の工程(4)は、目的抗原p/MHCと結合した抗体を検出して、その抗体を産生する細胞を、目的抗原p/MHCに特異的に結合可能なTCR様抗体を産生する細胞として特定する工程である。工程(3)においてビオチン化またはタグ化された抗原を用いた場合、検出は、標識物質とストレプトアビジンとの複合体または標識物質とタグ抗体との複合体を用いて行うことができる。ここでいう複合体は結合物と言い換えることもでき、例えば、双方がタンパク質の場合は、融合タンパク質ということもできる。
(1)基体の一方の主表面に複数のウェルを有し、ウェルは1つの細胞のみが入る大きさであり、ウェルの周辺の主表面の少なくとも一部に抗体と結合性を有する物質の被覆層を有するマイクロウェルアレイの少なくとも一部のウェルに、被検体細胞を培養液とともに格納し;
(2)被覆層およびウェルを培養液に浸漬して、被検体細胞より培養液中に産生された抗体がウェルから被覆層への拡散が可能な状態で被検体細胞を培養して、産生された抗体を被覆層の物質と結合させ;
(3)結合した抗体に、TCR様抗体以外の抗体をブロックした後に、目的抗原p/MHCを供与し;
(4)目的抗原p/MHCに結合した抗体を検出し、その抗体を産生する細胞を、標識物質によって提示されるウェル周辺のスポットの蛍光強度に基づいて、特定する。
本発明の方法においては、いずれの場合も、工程の前、後、または途中おいて、不要な溶液を除去する工程、基板またはウェルを洗浄する工程を追加することができる。
(1)基体の一方の主表面に複数のウェルを有し、ウェルは1つの細胞のみが入る大きさであり、ウェルの周辺の主表面の少なくとも一部に抗体と結合性を有する物質の被覆層を有するマイクロウェルアレイの少なくとも一部のウェルに、被検体細胞を培養液とともに格納し;
(2)被覆層およびウェルを培養液に浸漬して、被検体細胞より培養液中に産生された抗体がウェルから被覆層への拡散が可能な状態で被検体細胞を培養して、産生された抗体を被覆層の物質と結合させ;
(3)結合した抗体に、TCR様抗体以外の抗体をブロックした後に、目的抗原p/MHCを供与し;
(4)目的抗原p/MHCに結合した抗体を検出し、その抗体を産生する細胞を、TCR様抗体を産生する細胞として特定し;
(5)特定されたTCR様抗体を産生する細胞を少なくとも1個ずつ容器に回収し;
(6)容器内の細胞をPCRに供してTCR様抗体の遺伝子を増幅し;
(7)増幅した遺伝子からリコンビナントTCR様抗体産生用遺伝子を構築して抗体産生用細胞へ導入し;そして
(8)遺伝子が導入された抗体産生用細胞によりリコンビナントTCR様抗体を製造する。
抗原となるEBウイルスの抗原BRLF1ペプチドとSCTの複合体(BRLF1/SCT)およびEBNA3A/SCTの調整は、非特許文献6に従って行った。簡潔にはペプチド、β2ミクログロブリン、HLA-A24の重鎖、AviTag (非特許文献7)、10xHisTagを一本鎖で繋いで融合したMHC/複合体遺伝子を、pcDNA3.4ベクター(Thermo Fisher Scientific)に組み込んだ。このプラスミドをExpi293FTM細胞(Thermo Fisher Scientific)に導入し、1週間培養させ、その培養上精中に抗体タンパクを分泌させた。その培養上清を500mM NaCl, 20mMリン酸緩衝液, pH 8.0に対して透析を行った。透析後Ni-NTAを用いてアフィニティー精製を行った。
ウサギの実験は、富山大学の動物実験委員会により承認された。11〜13週齢で体重2kgのニュージーランドホワイトウサギ(Sankyo Lab)を、完全フロイントアジュバント(CFA,Millipore)で混和した500μgのBRLF1/SCTを皮下免疫した。一次免疫の2、4、および6週間後に、そのウサギを不完全フロイントアジュバント(IFA,Millipore)で混和した500μgのBRLF1/SCTを追加免疫した。その最後の追加免疫の1週間後、リンパ組織(末梢血リンパ球(PBMC)、脾臓細胞(spleen)、骨髄細胞(BM))、を分離し、IgG+細胞を、ウサギIgG特異的抗体コンジュゲートマイクロビーズ(Miltenyi Biotec)と、LSカラム(Miltenyi Biotec)を用いて、製造者の説明書にしたがって分離した。
マイクロウェルアレイチップおよびISAAC法の詳細および説明は、以前の文献(前掲非特許文献2、3、4、特許文献2)に記述されている。簡潔には、そのチップの表面をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)中の抗ウサギIgG-Fc抗体(10μg/ml)でコートし、それを4℃で一夜保温した。その抗体溶液を除去した後、そのチップを0.01%のBiolipidure (NOF Corporation)で室温において30分間ブロッキングし、次いでそれを10%FCSを含むRPMI培地で洗浄した。次いで培地中の細胞をそのチップに配列し、ウェルの外側に残った細胞を培地にて穏やかな洗浄により除去した。そのチップ上の細胞を37℃で3時間培養した。PBSにて穏やかに洗浄した後、そのチップ上に20μg/mlのENA3A/SCTを添加し、それらを室温で30分間保温した。PBSにて緩やかな洗浄後、5μg/mlのビオチン化BRLF1/SCTを添加し、それらを室温で30分間保温した。PBSにて緩やかな洗浄後、Cy3コンジュゲートストレプトアビジン(Sigma)を添加して30分間保温した。PBSにて緩やかな洗浄後、最後に1μMのCell Trace Oregon Green (Molecular Probes)を用いて室温で5分間染色した。単一の細胞から放出された抗原特異的抗体を蛍光顕微鏡(BX51WI, Olympus)の下で観察した。抗原特異的ASCを個々のウェルから蛍光顕微鏡下で毛細管(Primetech)を取り付けたマイクロマニピュレーター(TransferMan 4r, Eppendorf)を用いて回収し、次いでそれらを逆転写のためにマイクロチューブに吐出した。
回収した単一細胞からのVHおよびVL断片に関する抗体遺伝子の増幅法は、以前の文献(前掲非特許文献2、非特許文献10、11、特許文献2)に記述されている。簡潔には、15U SuperScriptTM III (Invitrogen)により、それぞれ0.25pmolのIgγ-RT(5'-GCGAGTAGAGGCCTGAGGAC-3'SEQ ID NO.:1)およびIgκ-RT(5'-GATGCCAGTTGTTTGGGTGGT-3' SEQ ID NO.:2)プライマー、1U RNase阻害剤 (New England Biolabs)、0.5mMのそれぞれのdNTP、5mM DTT、0.2% Triton-X100、および1×1st strand cDNA緩衝液(Invitrogen)を用いて、55℃で1時間逆転写を実施した。cDNAの3'テイリング(3'-tailing)を、20U 末端デオキシヌクレオチドトランスフェラーゼ(Roche)により、4mM MgCl2、0.5mM dGTP、50mM P-K緩衝液(25mM K2HPO4および25mM KH2PO4、pH7.0)および1U RNase阻害剤を用いて、37℃で1時間実施した。第1PCRを、dCアダプタープライマー(5'-AGCAGTAGCAGCAGTTCGATAACTTCGAATTCTGCAGTCGACGGTACCGCGGGCCCGGGATCCCCCCCCCCCCCDN-3'SEQ ID NO.:3)ならびにγ鎖(Igγ-1st:5'-CGAGTTCCAAGTCACGGTCA-3'SEQ ID NO.:4)およびκ鎖の定常領域(Igκ-1st:5'-CTCCCAGGTGACGGTGACAT-3'SEQ ID NO.:5)の混合物を用いて実施した。それぞれの産生物の増幅を、primeSTAR DNAポリメラーゼ(TaKaRa)を用いて、製造業者の説明書にしたがって実施した:30サイクルの、94℃で15秒間の変性、55℃で5秒間のアニーリング、および72℃で1分30秒間の伸長。次に、結果として得られたPCR産物を水で4倍希釈し、それぞれ2μlをネステッドPCRのために用いた。ネステッドPCRをアダプタープライマー(5'-AGCAGTAGCAGCAGTTCGATAA-3'SEQ ID NO.:6)およびγ鎖 (Igγ-nest:5'-GCCTTTGACCAAGCAGCCCAA-3'SEQ ID NO.:7)またはκ鎖定常領域(Igκ-nest:5'-CGGGAAAGTATTTATTCGCCACA-3'SEQ ID NO.:8)に特異的なそれぞれのネステッドプライマーにより、primeSTAR DNAポリメラーゼを用いて実施した。そのPCR産物を、ウサギγまたはκ鎖に関する完全な定常領域cDNAを含有する発現ベクターの中に挿入した。その後、Expi293FTM細胞(Thermo Fisher Scientific)をその完全な抗体分子をコードするγ鎖およびκ鎖発現ベクター両方により、Expi293 Expression System(Thermo Fisher Scientific)を用いて同時形質移入し、培養した細胞の上清を7日後に集め、次いでリコンビナントモノクローナル抗体をプロテインGカラム(GE Healthcare)を用いて精製した。その組換え抗体の抗原特異性をELISAにより調べた。
精製したリコンビナント抗体のACPラベルは、Allophycocyanin Labeling Kit-NH2(同人化学研究所)を用いて、製造者の説明書にしたがって行った。
HLA-A24が発現したT2A24細胞株を、10μg/mlのBRFL1ペプチド(TYPVLEEMF SEQ ID NO.:9)もしくはEBLA3Aペプチド(RYSIFFDYM SEQ ID NO.:10)を含むRPMI-10%FCS培地で、37℃, 5%-CO2で1晩培養することで、T2A24細胞株のHLA-A24にBRFL1ペプチドもしくはEBNA3Aペプチドを提示させた。ペプチドを提示させた細胞をPBSにて緩やかに洗浄後、200 ng/mlのAPCラベルしたリコンビナントモノクローナル抗体を添加し、室温で20分インキュベートした。PBSにて緩やかに洗浄後、フローサイトメーター(FACSCanto, BD Biosciences)にてCy3の蛍光強度を測定した。アイソタイプコントロールとしてAGIA抗体(非特許文献:13)を用いた。
ISAACシグナルの蛍光強度を決定するため、ImageJソフトウェア(NIH)を用いてISAACイムノスポットのCy3の蛍光強度を測定した。
BRLF1/SCTを免疫したウサギより分離したリンパ球を用いて、EBNA3A/SCTを用いてブロッキングしたISAAC法にて検出した72個の細胞を回収した。ここから28個のVHおよびVLのcDNAペアを単離した。それぞれのcDNAのペアをExpi293F細胞の中に形質移入し、リコンビナントモノクローナル抗体を産生した。最終的に、ELISAによりBRLF1/SCTと結合する18個のリコンビナントモノクローナル抗体を得た。
非特許文献6:Lyu F et al, A novel and simple method to produce large amounts of recombinant soluble peptide/major histocompatibility complex monomers for analysis of antigen-specific human T cell receptors. New Biotechnology 2019, 49, 169-177
非特許文献7:Altman JD et al, MHC-peptide tetramers to visualize antigen-specific T cells. Curr Protoc Immunol 2016;115. 17 3 1-3 44.
非特許文献8:Beckett D et al, A minimal peptide substrate in biotin holoenzyme synthetase-catalyzed biotinylation. Protein Sci 1999, 8, 921-929.
非特許文献9:Fairhead M et al, Site-specific biotinylation of purified proteins using BirA. Methods Mol Biol 2015, 1266, 171-84.
非特許文献10:Ozawa T et al, Amplification and analysis of cDNA generated from a single cell by 5'-RACE: application to isolation of antibody heavy and light chain variable gene sequences from single B cells. Biotechniques 2006, 40, 469-470, 472, 474 passim.
非特許文献12:Ozawa T et al, Comprehensive analysis of the functional TCR repertoire at the single-cell level. Biochem Biophys Res Commun 2008, 367, 820-825.
非特許文献13:Yano T et al, AGIA Tag System Based on a High Affinity Rabbit Monoclonal Antibody against Human Dopamine Receptor D1 for Protein Analysis, PLoS One, 2016, 11, e0156716
SEQ ID NO.:2 PCR primer, Ig kappa-RT
SEQ ID NO.:3 dC adopter primer
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SEQ ID NO.:7 PCR primer, Ig gamma-nest
SEQ ID NO.:8 PCR primer, Ig kappa-nest
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SEQ ID NO.:10 EBLA3A peptide
Claims (10)
- 目的抗原ペプチドとMHCとの複合体(目的抗原p/MHC)に特異的に結合可能なT細胞受容体(TCR)様抗体を産生する細胞の特定方法であって:
(1)基体の一方の主表面に複数のウェルを有し、ウェルは1つの細胞のみが入る大きさであり、ウェルの周辺の主表面の少なくとも一部に抗体と結合性を有する物質の被覆層を有するマイクロウェルアレイの少なくとも一部のウェルに、被検体細胞を培養液とともに格納し;
(2)被覆層およびウェルを培養液に浸漬して、被検体細胞より培養液中に産生された抗体がウェルから被覆層への拡散が可能な状態で被検体細胞を培養して、産生された抗体を被覆層の物質と結合させ;
(3)結合した抗体に、TCR様抗体以外の抗体をブロックした後に、目的抗原p/MHCを供与し;
(4)目的抗原p/MHCに結合した抗体を検出し、その抗体を産生する細胞を、TCR様抗体を産生する細胞として特定する
工程を含む、方法。 - 工程(3)で行われるブロックが、非抗原ペプチドとMHCとの複合体(非抗原p/MHC)を供与することにより実施される、請求項1に記載の方法。
- 被検体細胞が、目的抗原p/MHCにより免疫された動物から回収したB細胞である、請求項1または2に記載の方法。
- 被覆層の物質が、抗IgG抗体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(3)で供与される目的抗原p/MHCが、ビオチン化またはタグ化されており、工程(4)の検出が、標識物質とストレプトアビジンとの複合体または標識物質とタグ抗体との複合体を用いて行われる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 標識物質が、蛍光物質である、請求項5に記載の方法。
- 目的抗原ががん関連抗原である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1に定義された工程(1)〜(4)を含み、
(5)特定されたTCR様抗体を産生する細胞を少なくとも1個ずつ容器に回収し;
(6)容器内の細胞をPCRに供してTCR様抗体の遺伝子を増幅し;
(7)増幅した遺伝子からリコンビナントTCR様抗体産生用遺伝子を構築して抗体産生用細胞へ導入し;そして
(8)遺伝子が導入された抗体産生用細胞によりリコンビナントTCR様抗体を製造する
工程を含む、TCR様抗体の製造方法。 - 目的抗原ががん関連抗原である、請求項8に記載の製造方法。
- がんの免疫療法に用いるTCR様抗体を製造するための、請求項8または9に記載の製造方法。
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