JP3093383B2 - 抗体標識のための放射性ヨウ素化合物 - Google Patents

抗体標識のための放射性ヨウ素化合物

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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、イムノラジオメトリッ
クアッセイにおいて、抗体分子に放射性同位体元素を導
入するための標識用試薬として用いられる、放射性ヨウ
素化合物、およびそれを調製するための中間体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】目的とするタンパクを抗原抗体反応によ
り検出もしくは定量する際に、抗体を何らかの物質によ
り標識することが行なわれている。標識抗体を用いた定
量法としては、イムノフルオロメトリックアッセイ、イ
ムノエンザイモメトリックアッセイ、イムノラジオメト
リックアッセイなどが知られている。イムノラジオメト
リックアッセイは、抗体を125Iのような放射性同位体
元素で標識して、抗原抗体複合物の放射活性を測定する
ことにより抗原量を測定する方法である。極微量の抗原
を測定することができるため、幅広く用いられている。
【0003】イムノラジオメトリックアッセイにおい
て、抗体分子に、125Iを結合させる方法としては、ク
ロラミンT法、酵素法などが知られている。これらの方
法では、例えば、Na125Iを酸化して、遊離した125Iが抗
体分子内のTyr残基に導入される。さらに、Bolton-Hunt
er試薬法も知られている。しかし、このような方法で
は、抗体の特異的結合部位に125Iが結合する場合がある
ため、抗体活性が低下して測定感度が低下することがあ
る。
【0004】抗体分子に、125Iを結合させる他の方法
として、125Iを含有する化合物を直接抗体分子に結合
させる方法がある。125Iを含有する化合物としては、
P.C.Srivastavaら、J.Nucl.Med.,31(5),906(1990)に、下
記式(II)で表される化合物が記載されている:
【0005】
【化2】
【0006】しかし、このような化合物は比較的不安定
であり、かつ合成工程が繁雑であるという欠点がある。
【0007】上記標識抗体を用いたタンパクの検出もし
くは定量がますます必要とされることから、上記125
を簡便に導入することの可能な標識試薬が、さらに求め
られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、抗体
分子の活性を損なうことなく、抗体分子に放射性同位体
元素、すなわち125Iを導入することが可能な、放射性
ヨウ素化合物、およびそれを調製するための中間体を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、抗体標識のた
めに用いられる、下記の一般式(I)で表される放射性
ヨウ素化合物、およびそれを調製するための中間体を提
供し、そのことにより上記目的が達成される:
【0010】
【化3】
【0011】ここで、Rは水素、または125Iである。
【0012】本発明のヨウ素化合物、すなわち、4-(N-
マレイミドメチル)シクロヘキサン酸3-([125I]ヨード)
チラミドは、例えば、以下のようにして合成され得る。
【0013】まず、チラミンのメタノール溶液に、リン
酸緩衝液、Na125I、およびクロラミンT溶液を順次加
え、チラミンのベンゼン環に125Iを導入する。この反
応液にピロ亜硫酸ナトリウム溶液を添加して、反応を停
止させた後、逆相HPLCによって、3-(125I)ヨードチラ
ミンを分取する。
【0014】次いで、上記3-(125I)ヨードチラミンを
リン酸緩衝液に加え、これにスクシンイミジル4-(N-マ
レイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレートの
ジメチルホルムアミド溶液を加えて反応させる。反応液
を逆相HPLCを用いて分画すると、本発明の放射性ヨウ素
化合物が得られる。
【0015】本発明のヨウ素化合物は、また、以下のよ
うにして合成される。
【0016】まず、チラミン(4-ヒドロキシフェネチル
アミン)にスクシンイミジル4-(N-マレイミドメチル)シ
クロヘキサン-1-カルボキシレートと1-ヒドロキシベン
ゾトリアゾールとを加えて反応させ、4-(N-マレイミド
メチル)シクロヘキサン酸チラミドを合成する。この4-
(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン酸チラミド溶液に
Na125I溶液を加え、次いで、クロラミンT溶液を加えて
反応させることにより125Iがベンゼン環に導入され
る。反応液を直ちに逆相HPLCを用いて分画すると、本発
明の放射性ヨウ素化合物が得られる。
【0017】上記の4ー(N-マレイミドメチル)シクロヘキ
サン酸チラミドもまた、本発明に包含され、本発明の放
射性ヨウ素化合物である4-(N-マレイミドメチル)シクロ
ヘキサン酸3-([125I]ヨード)チラミドを得る中間体
として有用である。
【0018】このようにして得られた本発明の放射性ヨ
ウ素化合物は、穏和な条件下、例えば、pH6でSH基と反
応して共有結合し得る。抗体は、メルカプトエチルアミ
ンなどの還元剤を作用させると、ヒンジ部のジスルフィ
ド結合が還元されてSH基が露出する。このSH基を有する
抗体分子と本発明の放射性ヨウ素化合物とを反応させる
と、容易に複合体が得られ、抗体分子に放射性ヨウ素を
導入することができる。しかも、抗体のヒンジ部は、抗
体が抗原と結合する部位と離れた位置にあるので、抗体
の活性が損なわれにくい。
【0019】本発明の放射性ヨウ素化合物を用いて、ヒ
ンジ部に放射性ヨウ素化合物を結合する方法は、モノク
ローナル抗体およびポリクローナル抗体のいずれにも適
用可能である。さらに、IgG、IgM、IgA、IgE、Fab'など
いずれの形態の抗体分子にも適用することができる。こ
のように、本発明の放射性ヨウ素化合物を用いると、い
ずれの抗体分子をも125Iで標識することができる。そ
して、得られた抗体分子と放射性ヨウ素化合物との複合
体(本発明の放射性ヨウ素化合物で標識された抗体)は
イムノラジオメトリックアッセイに有用である。
【0020】例えば、ヒトα-ナトリウム利尿ポリペプ
チド(α-hANP)のモノクローナル抗体である、KY-ANP-1
のFab'と本発明の放射性ヨウ素化合物とを結合させた複
合体をイムノラジオメトリックアッセイに用いて、ヒト
血漿中のα-hANPを検出・定量することができる。このF
ab'と放射性ヨウ素化合物との複合体は、抗体の活性が
損なわれていないので、測定感度が良好であり、従来用
いられているクロラミンT法で標識した抗体分子よりも
高い測定感度を示す。
【0021】このように、上記放射性ヨウ素化合物は、
イムノラジオメトリックアッセイに用いられる標識抗体
を調製するのに好適に用いられ得る。
【0022】
【実施例】本発明を以下の実施例につき説明する。
【0023】(実施例1) 〔放射性ヨウ素化合物の合成〕チラミン(ナカライテス
ク社製)の7mg/mlメタノール溶液0.01mlをガラスチュ
ーブにとり、これに、0.5Mリン酸緩衝液(pH7.5)0.05
ml、Na125I(3.7GBq/ml、Amersham社製)0.05mlおよび
0.2%クロラミンT溶液0.01mlを順次添加し、室温で1
分間攪拌した。次いで、この反応液に1%ピロ亜硫酸ナ
トリウム溶液0.01mlを加えて反応を停止させた。得られ
た反応液を逆相HPLC(カラム:Nucleosil 10C18,内径4.
6mm×長さ300mm、溶媒:0.1%トリフルオロ酢酸を含む
アセトニトリル)で分画し、3-([125I]ヨード)チラ
ミン150MBqを分取した。
【0024】上記3-([125I]ヨード)チラミン150MBq
を、0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)0.05mlに加え、スクシ
ンイミジル4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-
カルボキシレート(SMCC、Pierce社製)の7mg/mlジメ
チルホルムアミド溶液0.01mlを加えて、室温で1時間攪
拌した。反応液を上記と同じ条件の逆相HPLCを用いて分
画し、本発明の放射性ヨウ素化合物である、4-(N-マレ
イミドメチル)シクロヘキサン酸3-([125I]ヨード)チラ
ミド110MBqを得た。
【0025】この放射性ヨウ素化合物は、後述の参考例
1の方法で調製した、非放射性の4-(N-マレイミドメチ
ル)シクロヘキサン酸3-ヨードチラミドを用いて同定さ
れた。図1には、非放射性の4-(N-マレイミドメチル)シ
クロヘキサン酸3-ヨードチラミドの逆相HPLCのクロマト
グラム(280nmにおける吸光度)を上段に示し、上記の3
-([125I]ヨード)チラミンとSMCCとの反応液の逆相HP
LCのクロマトグラム(放射活性)を下段に示す。図1か
ら、非放射性4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン酸
3-ヨードチラミドのピーク1と同じ溶出位置に溶出する
物質のピーク2が、本発明の放射性ヨウ素化合物に相当
することがわかる。
【0026】(参考例1) 〔非放射性の4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン酸
3−ヨードチラミドの合成〕 a)3-ヨードチラミド・CF3COOHの合成 チラミン300mg(2.2mmol)をCH3OH 10mlに溶解させ、これ
に28%CH3ONa/CH3OH 0.475ml(CH3ONa、2.2mmol)、次い
でI2 560mg(2.2mmol)のCH3OH(6ml)溶液を加えて、室温
で15分間攪拌を行なった。これに12%ピロ亜硫酸ナトリ
ウム水溶液0.4mlを加えて反応を停止させた。
【0027】溶媒を減圧溜去し、残渣に酢酸エチル100m
lおよび水30mlを加え、生じた沈澱を濾過して除いた。
濾液を濃縮後、逆相HPLC(カラム:YMC S-50 120A ODS,
AM-type, 200mm×30mmφ;溶媒:0〜40%CH3CN/0.1%
CF3COOH、2000ml、の直線的濃度勾配)にかけて精製し
た。これをさらにCH3OH-酢酸エチル-石油エーテルを用
いて結晶化し、次いで再結晶して目的物を得た。収量29
1mg(35%)、mp177−178℃。
【0028】元素分析値:C10NOI・CF3COOH 理論値(%):C,31.85;H,2.94;N,3.71;I,33.65;F,15.11 実測値(%):C,32.17;H,3.15;N,3.64;I,33.35;F,14.93 b)4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン酸3-ヨードチ
ラミドの合成 a項で得られた3-ヨードチラミド・CF3COOH 186mg(0.49
mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド2mlに溶解させ、こ
れにN、N-ジイソプロピルエチルアミン0.17ml(0.98mmo
l)および1-ヒドロキシベンゾトリアゾール66mg(0.49mmo
l)を加えた。さらに、スクシンイミジル4-(N-マレイミ
ドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート165mg(0.
49mmol)を加えて、室温で1時間反応させた。次いで溶
媒を減圧溜去し、残渣を酢酸エチルに溶解させた。これ
を1M HClおよび水で順次洗浄後、硫酸マグネシウム上
で乾燥した。溶媒を再び溜去し、残渣を酢酸エチルで結
晶化し、さらにCH3OHから再結晶して目的物を得た。収
量107mg(45%)、mp.204-206℃(分解点)。
【0029】元素分析値:C202324I・1/3H2O 理論値(%):C,49.19;H,4.89;N,5.47;I,25.99 実測値(%):C,49.20;H,4.90;N,5.79;I,26.20。
【0030】(実施例2) 〔4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン酸チラミドの
合成〕4-ヒドロキシフェネチルアミン82.3mgをジメチル
フォルムアミド4mlに溶解し、これにスクシンイミジル
4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサンー1ーカルボキシ
レート200mg(0.6mmol)と1-ヒドロキシベンゾトリアゾ
ール81.1mg(0.6mmol)を加え、室温で60分間反応させ
た。溶媒を減圧溜去後、残渣を酢酸エチル30mlに溶解
し、0.5M塩酸(10ml)および水(15ml×3)で洗浄後硫
酸マグネシウム上で乾燥した。溶媒を溜去したのち結晶
性残渣をクロロホルム−メタノールから再結晶して目的
物を得た。収量113mg(52%)、mp211-212.5℃。
【0031】元素分析値:C202424・1/3H2O 理論値(%):C,66.28;H,6.67;N,7.73 実測値(%):C,66.40;H,6.73;N,7.73。
【0032】〔放射性ヨウ素化合物の合成〕4ー(N-マレ
イミドメチル)シクロヘキサン酸チラミド1mgをジメチ
ルスルホキシド(和光純薬社製)に溶解させて1mlと
し、0.05mlずつに分けて、−20℃以下で保存した。この
溶液の0.015ml(上記化合物15μg(41nmol)を含む)をガ
ラスチューブにとり、これに0.2Mリン酸緩衝液(pH7.
0)0.04mlおよびNa125I(Amersham社製 IMS-30)を含
む溶液0.04ml(148MBq)を加え混和後、0.05%クロラミン
T溶液0.01ml(7.1nmol)を加えて30秒間攪拌した。
【0033】次に、0.1%のトリフルオロ酢酸を含むア
セトニトリル0.05mlを加え混和後、直ちに反応液を逆相
HPLC(カラム:Nucleosil 10C18 内径4mm×長さ300mm、
溶媒:0.05%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル・
メタノール・水混液(30:20:50)で分画し、本発明の放
射性ヨウ素化合物である4-(N-マレイミドメチル)シクロ
ヘキサン酸3-([125I]ヨード)チラミド114MBqを得
た。
【0034】(実施例3) 〔イムノラジオメトリックアッセイ〕以下に、実施例1
で調製した本発明の放射性ヨウ素化合物を、ヒトα−ナ
トリウム利尿ポリペプチド(α-hANP)のイムノラジオ
メトリックアッセイに応用した例を示す。
【0035】a)KY-ANP-1・Fab'の作製 マウス抗α-hANP-ウシサイログロブリン[BTG]抗体産生
ハイブリドーマ(KY-ANP-1、特開平1-061500号公報参
照)をマウスに投与して得た腹水1mlを、アフィニティ
ーカラム(Affi-Gel Protein AMAPS-II、Bio-Rad社製)
にかけて精製し、KY-ANP-1・IgG 2.9mgを得た。このIgG
2mgを、塩化ナトリウムを0.1M含有する0.1M酢酸緩衝
液(pH4.2)に添加した。この溶液にブタ胃粘膜由来の
ペプシン(Boehringer Mannheim社製)0.08mgを加えて
混合した後、37℃で16時間インキュベートした。次い
で、反応液に、2Mトリス塩酸緩衝液(pH8.0)0.02ml
を加え、ゲル濾過(カラム:Ultrogel AcA44、IBF社製、
1.5×55cm;溶媒:5mMエチレンジアミン四酢酸(EDTA)
を含有する0.1Mリン酸緩衝液(pH6.0))して、KY-ANP
-1のF(ab')2 1.1mgを得た。
【0036】上記のF(ab')2 0.3mgを、5mM EDTAを含有
する0.1Mリン酸緩衝液(pH6.0)0.1mlに加え、さら
に、0.1Mのメルカプトエチルアミン(ナカライテスク
社製)溶液0.01mlを加えて、37℃で1.5時間インキュベ
ートした。反応液をHPLC(カラム:TSK-GEL G2000 S
WXL、東ソー社製、0.75×30cm;溶媒:5mM EDTAを含有
する0.1Mリン酸緩衝液(pH6.0))にかけて、0.19mgの
KY-ANP-1・Fab'画分を分取した。
【0037】b)KY-ANP-1・Fab'の125I標識 上記KY-ANP-1・Fab'60μg(1.3nmol)と上記実施例1で
得た、放射性ヨウ素化合物93MBq(1.3nmol)とを、5mM
EDTAを含有する0.1Mリン酸緩衝液(pH6.0)0.12ml中
に添加し、室温で1時間インキュベートした。この反応
液に1%S-カルボキシメチル化ウシ血清アルブミン溶液
0.02mlを加えて混合した後、ゲル濾過(PD-10、Pharmac
ia社製)して、KY-ANP-1・Fab'と本発明の放射性ヨウ素
化合物との複合体80MBqを得た。この複合体を、125I標
識抗体として以下に示すイムノラジオメトリックアッセ
イに用いた。
【0038】c)抗体ビーズの作製 マウス抗α-hANP(17-28)-BTG抗体、AN111(特開平2-276
591号公報参照)のIgGを25μg/mlの濃度で、0.1M塩化
ナトリウム含有0.01Mリン酸緩衝液(pH7.0)に添加
し、この溶液50mlをポリスチレンビーズ(粒径:6.4m
m、Precision PlasticBall社製)400個に加え、4℃で2
4時間放置した。ビーズを洗浄後、0.1%ウシ血清アルブ
ミン溶液で処理して抗体ビーズを得た。
【0039】d)イムノラジオメトリックアッセイ 標準α-hANP溶液(濃度:5〜2000pg/ml)0.1mlと測定
緩衝液(1mM EDTA・2Na、0.2mMシスチン二塩酸塩、0.1
%アジ化ナトリウム、0.3M塩化ナトリウム、103KIU/ml
アプロチニンおよび0.1%ウシ血清アルブミンを含有す
る0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0))0.2mlとをポリスチレ
ンチューブに取り、抗体ビーズ1個を加えて、4℃で24
時間インキュベートした。上清を吸引除去し、洗浄液
(0.1% Tween20を含有する0.1Mリン酸緩衝化生理食塩
水(pH7.0))1mlで2回洗浄した。この抗体ビーズ
に、上記b項で作製した125I標識抗体を5×105cpm/ml
の濃度で含有する上記測定緩衝液溶液0.3mlを加え、さ
らに、4℃で24時間インキュベートした。反応後のビー
ズを上記洗浄液1mlで2回洗浄した後、ポリスチレンビ
ーズに結合した125I標識抗体の放射活性をガンマカウ
ンターで計測した。横軸に標準α-hANP溶液の濃度を、
縦軸に放射活性の計測値(cpm)から算出した結合率(B
/T(%)、添加した総放射活性に対する結合型放射活性の
割合)をプロットして図2に示す標準曲線を得た。最小
検出感度は2pg/mlであった。
【0040】さらに、標準α-hANP溶液に代えて3種の
ヒト血漿試料を用いて上記と同様にしてイムノラジオメ
トリックアッセイを実施した。図3にヒト血漿の希釈試
料を測定して得られた希釈曲線3〜5と、標準曲線6と
を合わせて示す。希釈曲線は標準曲線と良好な平行性を
示した。
【0041】e)ヒト血漿中のα-hANP濃度の測定 健常成人血漿26検体のα-hANP濃度を上記のイムノラジ
オメトリックアッセイによって測定した。その結果を表
1に示す。α-hANP濃度は、2〜53pg/mlであり、平均値
±標準偏差は、16.6±12.6pg/mlであった。11検体のα-
hANP濃度が10pg/ml以下であったが、これらの検体もす
べて測定可能であった。
【0042】
【表1】
【0043】(比較例1)本発明の放射性ヨウ素化合物
で標識した標識抗体に代えて、KY-ANP-1・IgGおよびFab'
をクロラミンT法によって標識した125I標識抗体を用
いて、実施例3のd項と同様にしてイムノラジオメトリ
ックアッセイを行ない、標準曲線を作成した。その結果
を図4に示す。図4から、クロラミンT法で125I標識し
たIgGおよびFab'を用いた場合(直線7および8)は、
本発明の放射性ヨウ素化合物を用いて標識した抗体を用
いた場合(直線9)に比較して、最小検出限界が高く
(>10pg/ml)、低感度であることがわかる。
【0044】
【発明の効果】このように、抗体分子の活性を損なうこ
となく、抗体分子を放射性ヨウ素で標識することのでき
る放射性ヨウ素化合物、および該化合物を調製するため
に有用な中間体が提供される。上記放射性ヨウ素化合物
は化学的に安定であり、かつ容易に調製され得る。本発
明の放射性ヨウ素化合物は、モノクローナル抗体または
ポリクローナル抗体のいずれであっても標識が可能であ
り、かつIgG、IgA、IgM、IgE、Fab'などいずれの形態の
抗体分子にも標識が可能である。本発明の放射性ヨウ素
化合物で標識されたこれらの抗体分子は、その活性が良
好に保持されているため、イムノラジオメトリックアッ
セイの標識抗体として好ましく用いられ得る。特に、測
定感度が高いため、微量のタンパクを定量するのに好適
に使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン酸3-ヨ
ードチラミド(上段)、および3-([125I]ヨード)チ
ラミンとSMCCとの反応後の反応液(下段)の、逆相HPLC
のクロマトグラムである。
【図2】本発明の放射性ヨウ素化合物により125I標識
したKY-ANP-1・Fab'を用いて、既知量のα-hANPを含む試
料のイムノラジオメトリックアッセイを行なったときに
得られる標準曲線を示すグラフである。
【図3】本発明の放射性ヨウ素化合物により125I標識
したKY-ANP-1・Fab'を用いて、ヒト血漿中のα-hANPをイ
ムノラジオメトリックアッセイにより測定したときの血
漿量と放射活性との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の化合物を用いて125I標識された抗体を
用いて、およびクロラミンT法により125I標識された
抗体を用いて、α-hANPのイムノラジオメトリックアッ
セイを行なったときの標準曲線を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 健 神戸市西区伊川谷町前開1296 (56)参考文献 J.Nucl.Med.,Vol. 31,No.5,P.906(1990) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/534 C07D 207/452

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の式(I)で示される化合物: 【化1】 ここで、Rは水素、または125Iである。
  2. 【請求項2】 Rが125Iである、請求項1に記載の化
    合物。
  3. 【請求項3】 抗体標識のために用いられる、請求項2
    に記載の化合物。
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