JP3255640B2 - 抗体の分離法 - Google Patents

抗体の分離法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、モノクローナル抗体の分離法に関する。さ
らに詳しくは、H鎖及び/又はL鎖がタンパク質化学的
に異なる複数種のモノクローナル抗体の混合した試料溶
液を疎水性基をもつ樹脂により、効率よく短時間に、し
かも純度よく各モノクローナル抗体を分離する方法に関
する。
(従来の技術) 抗体産生細胞と骨髄腫細胞(ミエローマ)を融合させ
て調製したハイブリドーマは均質なモノクローナル抗体
を永続的に生産できるため、抗体生産の非常に有用な手
段となっている。
ハイブリドーマの調製のためのミエローマ細胞株は、
HGPRT酵素(hypoxanthine−guanine−phosphoribosyltr
ansferase)を持たない8−アザグアニン耐性株である
という共通の性質を持つ。しかし、その他の性質に関し
ては由来・使用目的などの違いにより、いくつかの株が
ある。
代表的なミエローマ細胞株としては、 P3−NS1−1−Ag4−1(略称NS−1) P3−X63−Ag8(略称P3) P3−X63−Ag8−U1(略称P3U1) SP2/0−Ag14(略称SP2) X63−Ag8−6.5.3(略称X63.6.5.3) 等がある。
これらのミエローマ細胞株の内、SP2とX63.6.5.3は抗
体のH鎖、L鎖ともに合成しないため、抗体産生細胞と
融合して生じたハイブリドーマは、抗体産生細胞由来の
H鎖、L鎖のみを持つ均質な抗体を合成・分泌する。
それに対して、NS−1やP3U1は抗体の分泌能は持たな
いが、細胞内において、L鎖(κ)を合成する。さら
に、P3ミエローマ細胞株においては、H鎖(γ1)、L
鎖(κ)が合成・分泌される。
これらミエローマ固有の免疫グロブリンのポリペプチ
ド鎖を合成するミエローマ細胞株を抗体産生細胞と融合
させてハイブリドーマを調製すると、分泌された抗体の
中には、ミエローマ由来のH鎖、L鎖を持つものが混在
するため、試料溶液は、性質の異なる複数種の抗体の混
合溶液になる。そのため、抗体産生細胞由来のH鎖及び
L鎖のみを持つ均質なモノクローナル抗体を取得するた
めには、通常の方法によって精製した抗体をさらに分画
し、ミエローマ細胞由来のH鎖又はL鎖を持つ抗体を除
去する必要がある。
従来知られている抗体の分画法としては、精製抗体を
分取型電気泳動装置によって分取する方法、精製抗体を
ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィによっ
て分離する方法等があるが、いずれもイオン交換クロマ
トグラフィあるいはアフィニティークロマトグラフィで
抗体を精製した後に行われていたため、非常にコストと
手間のかかる作業であった。
また、ミエローマ細胞由来のポリペプチド鎖を持つ抗
体も抗原に対する特異的な結合能をまったく失うわけで
はないので、非常に高い品質の抗体が必要な状況以外で
はこの種の作業は行われないのが現状である。
そのため、現在は抗体の混合溶液からの各抗体の分画
は、抗体産生ハイブリドーマ同士のハイブリッドが生成
するバイスペシフィックな抗体の精製に実験室のレベル
で行なわれているのみである。
(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は、従来の方法よりもはるかに簡便で、
短時間のうちに効率よく複数種のモノクローナル抗体の
混合溶液から各モノクローナル抗体を大量に分離する方
法を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記課題に関し鋭意検討した結果、本
発明に到達した。すなわち本発明は、H鎖及び/又はL
鎖がタンパク質化学的に異なる複数種のモノクローナル
抗体を含む試料溶液を、疎水性基をもつ樹脂に接触さ
せ、吸着させた後、各モノクローナル抗体を選択的に分
離させることを特徴とするモノクローナル抗体の分離法
である。以下その詳細について説明する。
本発明で用いられる複数種のモノクローナル抗体を含
む試料溶液の調製方法には、特に限定はない。モノクロ
ーナル抗体の由来としては、ハイブリドーマを移植した
動物の腹水液、ハイブリドーマの培養液等があげられ
る。
複数種のモノクローナル抗体を含む試料溶液が、腹水
あるいは培養上清由来の試料溶液で、トランスフェリ
ン、アルブミン等の夾雑タンパク質を大量に含んでいる
場合は、硫酸アンモニウム等を用いる塩析によって部分
精製を行うのが好ましい。例えば通常50%飽和硫酸アン
モニウム水溶液により抗体をほぼ100%回収し、かなり
の夾雑タンパク質を除去できる。
硫酸アンモニウム等を用いる塩析によって沈澱として
回収してきたモノクローナル抗体画分は、濃度が1M以下
の硫酸アンモニウム溶液により可溶化してそのまま疎水
性基をもつ樹脂への試料として用いることができる。こ
の方法を用いれば、透析による硫酸アンモニウムの脱塩
等の面倒な操作が省略できるため、疎水性基をもつ樹脂
への試料を非常に簡便に調製できる。
また、非常に高純度のモノクローナル抗体標品が必要
な場合には、硫酸アンモニウムによる塩析後、疎水性基
をもつ樹脂への接触を行う前にイオン交換クロマトグラ
フィを実施することができる。イオン交換クロマトグラ
フィにより、抗体を高度に精製した後に疎水性基をもつ
樹脂により各モノクローナル抗体を分画すれば、非常に
高純度のモノクローナル抗体が回収できる。イオン交換
クロマトグラフィを実施するためには、硫酸アンモニウ
ムを用いる塩析によって回収してきた抗体画分をイオン
交換クロマトグラフィ用の緩衝液に溶解後、透析により
溶液中に残存する硫酸アンモニウムを除去する。この試
料をイオン交換クロマトグラフィにより分画した後、得
られた抗体画分を再度50%硫酸アンモニウム溶液により
抗体を沈澱・濃縮し、濃度が1M以下の硫酸アンモニウム
溶液によって再度可溶化して疎水性基をもつ樹脂への試
料とする。
本発明において、前処理として塩析を行う場合、塩析
に用いる塩は例えば硫酸ナトリウム、リン酸カリウム、
リン酸ナトリウム等でもよく、またこれらの塩に限定さ
れているわけではない。
このようにして得られた試料溶液を、疎水性基をもつ
樹脂へ接触させることで、複数種の抗体の混合溶液から
目的とするモノクローナル抗体を分離精製することがで
きる。
疎水性基を持つ樹脂としては、フェニル基、オリゴエ
チレングリコール基、炭素数が4ないし18である直鎖ま
たは分子上の炭化水素鎖を共有結合させた親水性ポリマ
ー系樹脂または親水性シリカゲル樹脂、スチレン系樹
脂、アクリレート系コポリマー、メタアクリレート系コ
ポリマー、アガロース、セルロースまたはデキストラン
の一種等があげられるが、これらに限定されるものでは
ない。
疎水性基をもつ樹脂に試料溶液を接触させる方法に
は、特に限定はないが、カラムクロマトグラフィー法、
バッチ法等を例示できる。
例えばカラムクロマトグラフィー法は、上記の樹脂を
充填したカラムに複数種のモノクローナル抗体を含む試
料を接触・吸着させた後、塩濃度を変化させることによ
り、目的とするモノクローナル抗体を分離溶出すること
ができる。
またバッチ法は、適当な容器に上述の樹脂を入れ、試
料中の複数種のモノクローナル抗体を接触・吸着させ
る。次いで塩濃度を変化させることにより、目的とする
モノクローナル抗体を分離溶出することができる。
このとき用いられる塩溶液としては、塩析の際に用い
た塩と同種の塩の溶液を用いる。塩濃度は、直線的に変
化させても、段階的に変化させてもよい。例えば、硫酸
アンモニウム、硫酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン
酸ナトリウムなどの塩溶液があげられる。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように本発明によれば、従来
の方法よりもはるかに簡便で、短時間のうちに効率よ
く、H鎖及び/又はL鎖がタンパク質化学的に異なる複
数種のモノクローナル抗体の混合溶液から各モノクロー
ナル抗体を大量に分離することが可能である。
(実施例) 以下に本発明の実施例を記載し、本発明の効果を詳細
に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるも
のではない。
[実施例1] 免疫グロブリンのL鎖(κ)を細胞内で合成し、分泌
しないミエローマ細胞株NS−1を親株として、ヒトのフ
ェリチンに対するモノクローナル抗体を産生するハイブ
リドーマを調製した。このハイブリドーマを移植したマ
ウスの腹水液10mlに100%飽和硫酸アンモニウム水溶液1
0mlを氷上で撹拌しながら滴下した。氷上で2時間放置
した後、10,000×g、20分間遠心した。上清を除去した
後、沈澱をPBS10mlに溶解し、100%飽和硫酸アンモニウ
ム水溶液5mlを撹拌しながら滴下した。氷上で2時間放
置後、10,000×g、20分間遠心し、上清を除去した。沈
澱に1M硫酸アンモニウム水溶液4mlを加え、撹拌して沈
澱を可溶化した。試料の280nmにおける吸光度は16.8で
あった。同試料0.5mlを1Mの硫酸アンモニウムを含む20m
Mリン酸緩衝液(pH7.4)で平衡化したTSK−gel Phenyl
−5PW(東ソー(株)製)のカラム(φ7.5mm×7.5cm)
に吸着させた。同緩衝液を5分間溶出した後、溶出液の
硫酸アンモニウム濃度を35分間で1Mから0Mまで、直線的
に降下させた。いずれの溶出液の場合も、流速は1ml/mi
nに設定した。このクロマトグラムを図1に示す。ピー
クの検出は紫外吸光度測定で行い、波長は280nmに設定
した。
この条件で抗体のピークは3つに分離した。
(ピーク1:24.37分、ピーク2:28.37分、ピーク3:32.43
分)これら3つのピークを分取し、メルカプトエタノー
ル還元下で12%SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動
を行なった結果を図2に示す。図2から明らかなように
3つのピークはいずれもIgGのH鎖とL鎖を持つが、ピ
ーク1とピーク3ではL鎖の分子量が異なっており、さ
らにピーク2はピーク1のL鎖とピーク3のL鎖を合わ
せ持っていた。ピーク3のL鎖がNS−1由来のL鎖と同
一分子量であった。
次に各ピークの抗体力価を比較した。未処理マイクロ
タイタープレート(96ウェル・ヌンクプレート、インタ
ーメッド社製)の各ウェルにリン酸緩衝化生理食塩水
(以下PBS:0.85% NaCl、0.01%リン酸緩衝液、pH7.
2)に溶解したヒトフェリチンの希釈系列(4μg/ml〜
0μg/ml)を50μlずつ分注し、4℃で一夜インキュベ
ートした。各ウェルの溶液を除去し、PBSで洗浄後、0.2
%ウシ血清アルブミン(以下BSA)を含むPBSでブロッキ
ングを行なった。次にピーク1〜4を分取した溶液を28
0nmの紫外吸光度が0.003になるようにPBSで希釈し、各
ウェルに50μlずつ分注し、37℃、2時間反応させた。
PBSで洗浄後、ペルオキシダーゼ標識ヤギ抗マウスIgG抗
体(F(ab')フラグメント特異的;カペル社製)を5
000倍に希釈し、各ウェルに50μlずつ添加し、37℃、
2時間反応させた。PBSで十分に洗浄した後、2,2'−
(3−エチルベンゾチアゾリン6−スルホン酸)2アン
モニウム(ABTS)0.3mg/mlおよび0.01%過酸化水素を含
む0.1Mクエン酸緩衝液(pH4.1)を各ウェル50μlずつ
分注して、呈色反応させた。各ウェルについて、波長41
5nm、対照波長492nmの吸光強度を自動マイクロタイター
プレートリーダ(東ソー(株)製)で測定した結果を図
3に示す。
図3よりピーク1〜3に含まれるタンパク質はいずれ
も抗原に対して特異的に反応するモノクローナル抗体で
あることがわかる。NS−1由来のL鎖のみを持つと思わ
れるピーク3の抗体の反応性が他の抗体と比較して若干
低かった。
上記実験に用いられたモノクローナル抗体のサブクラ
スはIgGlであった。
【図面の簡単な説明】
図1は実施例1における液体クロマトグラムを示す図、
図2は実施例1における電気泳動の結果を示す図、図3
は実施例1での抗体力価を示す呈色反応での吸光度と濃
度の関係を示す図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】H鎖及び/又はL鎖がタンパク質化学的に
    異なる複数種のモノクローナル抗体を含む試料溶液を、
    フェニル基をもつ親水性ポリマー系樹脂に接触させ、吸
    着させた後、硫酸アンモニウム水溶液の濃度を連続的に
    降下させながら溶出して各モノクローナル抗体を選択的
    に分離させることを特徴とするモノクローナル抗体の分
    離法。
  2. 【請求項2】モノクローナル抗体が、ハイブリドーマを
    移植した動物の腹水液、又はハイブリドーマの培養液由
    来である特許請求の範囲第1項記載の方法。
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