JP2826965B2 - 免疫吸着体とその製造法 - Google Patents

免疫吸着体とその製造法

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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、免疫吸着体及びその製
造法に関するものである。更に詳細には、本発明は、抗
原結合能のきわめて高い免疫吸着体及びその製造法に関
するものである。一般に、免疫吸着体は免疫アフィニテ
ィークロマトグラフィーの担体、酵素免疫測定法(EI
A)の固相、ラジオイムノアッセイ(RIA)の固相、
免疫センサー、ラテックス凝集反応用のラテックス、免
疫比濁法やレーザーネフェロメトリーの凝集体等に広く
活用されており、本発明はこのように広範囲の用途をも
つ有用な免疫吸着体を提供するものである。 【0002】 【従来の技術及び課題】免疫吸着体を用いる免疫アフィ
ニティークロマトグラフィーは、有用な生理活性物質の
精製方法として、活用されはじめており、インターフェ
ロンの精製は、その一例である。しかし、従来の免疫吸
着体は、固定化方法に問題があったために、せっかく固
定化した抗体も抗原との結合活性が著しく低下して、免
疫吸着体の抗原に対する結合容量は小さなものであっ
た。また、非特異的吸着を引き起こす様な解離基、疎水
性基が導入されることも多く、せっかく精製した抗原に
若干不純物が混入することが多かった。固定化に使われ
る高純度の抗体、もしくはモノクローナル抗体は非常に
高価であり、かつ、上記の様な問題点もあるために免疫
アフィニティークロマトグラフィーの産業界への利用は
十分に進んでいない。しかし、遺伝子操作、細胞培養等
で作製した有用な生理活性物質の精製など、高純度を必
要とするものの精製に免疫アフィニティークロマトグラ
フィーは期待されており、抗体の活性を失うことの少な
い、抗原を結合する能力の大きな免疫吸着体は、多くの
分野で待望されているものである。また、酵素免疫測定
法(EIA)やラジオイムノアッセイ法(RIA)、ラ
テックス凝集反応、免疫比濁法(TIA)などには、抗
体を物理的に吸着させた免疫吸着体(ポリスチレンボー
ル、ガラスボール、96穴マイクロウエル、ポリスチレ
ン製ラテックス、カオリン)が使われることが多い。し
かしこれらは、物理的吸着であるために、抗体が担体か
ら剥離することが多く、免疫吸着体としての性質の時間
的な変化が生じるなどの欠点が多い。また、共有結合法
によって固定化する方法もあるが、従来の共有結合法で
は、非特異的な結合によって固定化されており、固定化
した抗体の抗原に対する結合活性が著しく低下するなど
の問題点があるために、物理的吸着法よりもさらに欠点
が多く、実用には適さなかった。即ち、従来知られてい
た免疫吸着体の共有結合法による作製方法は次の通りで
ある。 1)CNBr活性化担体に、抗体の非解離アミノ基で結
合させる。 2)カルボキシル基を持つ担体に、カルボジイミドを使
って、抗体のアミノ基をペプチド結合で結合させる。 3)アミノ基を持つ担体に、カルボジイミドを使って、
担体のカルボキシル基をベプチド結合で結合させる。 4)エポキシ活性化担体に、抗体のアミノ基もしくはO
H基を結合させる。 5)プロティンAもしくはStaphylococcus aureusの死
菌体を固定化した担体にIgGを吸着させ、その後プロ
ティンAとIgGとを架橋試薬を用いて架橋する。 1)〜4)の方法は、抗体分子上にあるアミノ基もしく
はカルボキシル基で担体と結合させようとするものであ
るが、抗体の表面には多くのアミノ基やカルボキシル基
が存在し、またこれらの基を持つアミノ酸残基は親水性
を示すことが多く、抗体分子の表面に多く存在する。そ
のために担体と非常に多くの位置で結合し、抗体分子の
構造に悪影響を与え、抗体の活性が著しく低下する。ま
た、抗体の抗原との結合部位付近には最も反応性の高い
αアミノ基が存在し、1)、2)、4)の方法で抗体を
固定化した場合には、抗原との結合部位で担体と結合す
ることが多く、抗体の活性も極端に低下する。5)の方
法は、プロティンAとIgGとを架橋する時に、1)〜
4)の方法と同様に著しく活性が低下する。またプロテ
ィンAと結合しない抗体も多いために用途が限られる。
上記1)〜5)方法で抗体を固定化した時の抗体活性の
残存率は数%〜10%程度であるに過ぎないのである。 【0003】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
に活性の低い免疫吸着体の現状を打破するために鋭意研
究したところ、還元しても抗体の活性の低下を引き起こ
さないヒンジ部分のS−S結合を還元し、−SH基と
し、このSH基とSH基を有する担体のSH基とを、1
分子内にマレイミド基を2ケ以上有する化合物を用い
て、架橋して免疫吸着体を作製したとき、抗体の活性を
ほとんど低下させないで固定しうることを知ったのであ
る。 本発明は、この知見により完成されたもので、抗
体のヒンジ部分にあるS−S結合のみを選択的に還元
し、得られたSH基を有する抗体のSH基と、SH基を
有する担体のSH基とを、1分子内にマレイミド基を2
ケ以上有する化合物を用いて、架橋してなる免疫吸着体
に関するものである。また、本発明は、抗体のヒンジ部
分にあるS−S結合のみを選択的に還元し、得られたS
H基を有する抗体のSH基と、SH基を有する担体のS
H基とを、1分子内にマレイミド基を2ケ以上有する化
合物で架橋することを特徴とする免疫吸着体の製造法で
ある。 【0004】本発明において用いられる抗体は、ポリク
ローナル抗体、モノクローナル抗体のいづれでもよく、
また、抗体の部分分解物であるF(ab′)2、Fa
b′、F(abc′)2、Fabc′でもよい。好まし
くはFab′を用いる。抗体を採取する生物種は、哺乳
温血動物(例、ウサギ、ヒツジ、ヤギ、ラット、マウ
ス、モルモット、ウシ、ウマ、ブタ)、鳥類(例、ニワ
トリ、ハト、ガチョウ、アヒル、ウズラ)、Bリンパ球
とミエローマ細胞の融合株(例、マウスB細胞とマウス
ミエローマ細胞、ラット6細胞とマウスミエローマ細
胞、ヒトB細胞とヒトミエローマ細胞)などが挙げられ
るが生物種に制限されない。得られた抗体はヒンジ部分
のS−S結合のみを還元し、SH基をもち、かつ、抗原
に結合可能な抗体部分とする。更に、好ましくは抗体を
ペプシン等によって酵素分解し、S−S結合を還元し
て、Fab′、Fabc′とした抗体部分とするとよ
い。ヒンジ部分のS−S結合を還元するには、2−メル
カプトエチルアミン等の還元剤を反応させれば、Fab
部分のS−S結合は還元されることなく、ヒンジ部分の
S−S結合のみが還元され、抗体あるいはFab、Fa
bc′はSH基を有する構造となる。 【0005】本発明における特色は、Fab部分のS−
S結合はそのままとして、ヒンジ部分にあるS−S結合
を還元し、ヒンジ部分のみをSH基として、これを架橋
の結合基として用い、抗原結合部位等は全く架橋に関与
させないで担体に固定する点にある。本発明の免疫吸着
体は強固に担体に結合されているが、抗原結合部位は何
らの損傷も受けていないので、抗原結合能力は100%
存有するというすぐれた免疫吸着体である。本発明にお
いて使用する担体としては多糖体を骨格としたもの
(例、アガロース;Sepharose)(ファルマシアファイ
ンケミカルズ社製)、デキストラン;Sephadex(〃)、セ
ルロース;ワットマン社製))、合成樹脂を骨格とした
もの(例、ポリスチレン、ポリアクリルアミド; バイ
オゲルP(バイオラッド社製)、ポリビニル;トーヨー
パール (東洋ソーダ社製))、ガラスもしくはシリカを
骨格としたもの、天然物(例、コロジオン、カオリン、
炭素、ベントナイト、毛糸、木材)さらには微生物の菌
体、種々の動物の赤血球等があり、これらの担体にはS
H基を有するもの、あるいは導入しうるものなどがあ
る。 【0006】担体に対するSH基の導入は従来よく知ら
れた各種方法によって適宜行うことができる。SH基を
有する抗体のSH基と、結合基を有する担体の結合基と
の架橋反応は、担体のSH基の反応に適した架橋剤によ
って行なわれる。 担体の結合基がSH基である本発明
の場合は、1分子内にマレイミド基を2ケ以上有する化
合物が用いられる。1分子内にマレイミド基を2つ以上
有する化合物としては、N,N′−(1,2−フェニレ
ン)ビスマレイミド(N,N′−(1,2−Phenylen
e)bismaleimide)、N,N′−(1,3−フェニレ
ン)ビスマレイミド(N,N′−(1,3−Phenylene)
bismaleimide)、N,N′−(1,4−フェニレン)ビ
スマレイミド(N,N′−(1,4−Phenylene)bisma
leimide)、アゾフェニルジマレイミド(Azophenyldima
leimide)、N,N′−ヘキサメチレンビスマレイミド
(N,N′−Hexamethylenebismaleimide)、ビス(N
−マレイミドメチル)エーテル(Bis(N−maleimidome
thyl)ether)などが挙げられる。SH基を有する抗体
のSH基とSH基を有する担体のSH基との架橋反応
は、上記架橋剤を適宜使用し、架橋させることができ
る。まず、SH基を有する抗体と架橋剤を反応させて、
架橋剤の一方の反応基とSH基を結合させ、次いでこれ
とSH基を有する担体と反応させ、架橋剤の残った反応
基と担体のSH基とを反応させて、架橋するのが有利で
ある。 【0007】この様にして作製された免疫吸着体は、抗
体の抗原結合活性をほぼ100%保持している。従来知
られている免疫吸着体は、抗体の抗原との結合活性が数
%〜10%程度であるに過ぎない。本発明の免疫吸着体
をアフィニティークロマトグラフィーに応用した場合に
は、同量の抗体を使用しても従来のものの数十倍の精製
効率を得ることができる。この精製効率の高さが、従来
抗体の価格が高価であったために産業界への普及が進ま
なかった免疫吸着体を使用したアフィニティークロマト
グラフィーの利用を、今までコストとの関係で利用でき
なかった物質の精製に広く利用することを可能にすると
考えられる。また、ポリスチレン、ラテックス、ガラス
等に物理的に吸着させる方法で行われていたRIA、E
IA、ラテックス凝集反応の固相も、本発明の免疫吸着
体を用いれば、担体からの抗体の剥離、免疫吸着体の時
間的な性質変化もなくなり、また、従来からの共有結合
法にみられる免疫吸着体の抗体の抗原結合活性の低下、
非特異的な吸着といった欠点も同時に解消させることが
できるものである。次に本発明の実施例を示す。 【0008】 【実施例】 実施例 1 170mgの抗ヒトフェリチンIgG(ウサギ)をpH
4.5の酢酸バッファー中で、6.8mgのペプシンを
作用させ、37℃40時間後、pH8.0のホウ酸バッ
ファーで平衡化したウルトロゲルAcA34カラムを使
ってゲル濾過を行い、F(ab′)2のピークを集め、7
3mgの抗ヒトフェリチンF(ab′)2を得た。このう
ち30mgの抗ヒトフェリチンF(ab′)2を、pH
6.0のリン酸ナトリウムバッファー中で、10mMの
2−メルカプトエチルアミンを作用させ、37℃90分
間反応させ、Fab′とした後に、セファデックスG−
25のうち25mLカラムでゲル濾過を行い、Fab′
分画を集めた。このFab′分画に60マイクロモルの
N,N′−(1,2−Phenylene)bismaleimideを加え、
30℃で、20分間反応させた後、100mLのセファ
デックスG−25カラムを用いてゲル濾過を行い、マレ
イミド化されたFab′を28.3mg得た。 【0009】別に担体としてトーヨーパールHW−75
(東洋ソーダ製:商品名)の90mLを純水でよく洗浄し
た後に、90mLの1,4−butanediol diglycidyl et
herを加え、さらに180mgのNaBH4を含む 0.
6M NaOH溶液の90mLを加え、25℃で8時間
振トウする。その後担体を再度純水で洗浄し、270m
Lの1.3M Na223を加え、25℃で16時間
反応させる。反応後、1Lの純水で洗浄しヌツチエで引
ききった後に270mLの25mMジチオスライトール
を加え、30℃90分間反応させる。反応後1mM E
DTAを含むリン酸バッファーpH6.0で洗浄し、1
mLの担体に23μモルのSH基を有するトーヨーパー
ルHW−75を90mL得た。15mLのSH基を有す
るトーヨーパールHW−75に28.3mgのマレイミ
ド化Fab′を加え、1mMのEDTA存在下、リン酸
バッファーpH6.0の条件下4℃で40時間反応し
た。反応後150mLのリン酸バッファーpH6.0で
洗浄し、洗浄液に来るA280nmの吸収から固定化量を
求めた。その結果、0.97mgのマレイミド化Fa
b′が1mLのトーヨーパールHW−75に結合してい
るのが分かった。ここに抗フェリチン免疫吸着体が得ら
れたのである。 【0010】4℃で3mLの抗フェリチン免疫吸着体
に、ヒト胎盤抽出液(フェリチン濃度4μg/mL)を
900mL流しその後、PBSの150mLで免疫吸着
体を洗浄した。各5mLづつ分画し、それぞれのA280
nmとフェリチン量を定量した。その溶出曲線は図1に
示される。図1において、aはA280nmにおける吸光
度を示し、夾雑蛋白質の濃度を表し、bはフェリチンの
濃度を示している。図1からフェリチンが520mLの
溶出流量の所からもれはじめ、この結果から、3mLの
免疫吸着体に2.08mgのフェリチンが結合したこと
が分った。結合したFab′の力価が、0.67mgフ
ェリチン/1mgFab′から、
【図面の簡単な説明】 【図1】 図1は実施例1におけるフェリチンの溶出曲
線を示す図である。 a…A280nmにおける吸光度 b…フェリチンの濃度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 克美 吹田市山田西3−21−2 801 (56)参考文献 特開 昭55−133382(JP,A) 「酵素免疫測定法(第2版)」医学書 院発行(昭和57年)第92−113頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07K 17/02 - 17/12 G01N 33/544 - 33/548

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.抗体のヒンジ部分にあるS−S結合のみを選択的に
    還元し、得られたSH基を有する抗体のSH基と、SH
    基を有する合成樹脂担体のSH基とを、1分子内にマレ
    イミド基を2ケ以上有する化合物を用いて、架橋してな
    る免疫吸着体。 2.抗体のヒンジ部分にあるS−S結合のみを選択的に
    還元し、得られたSH基を有する抗体のSH基と、SH
    基を有する合成樹脂担体のSH基とを、1分子内にマレ
    イミド基を2ケ以上有する化合物で架橋することを特徴
    とする免疫吸着体の製造法。
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