疾患関連抗体に対する抗イディオタイプDNAアプタマーのファスト＆ファインデザイン

针对疾病相关抗体的抗独特型DNA适体的快速精细设计

• 批准号: 22K06550
• 负责人: 轟木 堅一郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06550/
• 关键词: DNAアプタマー; 抗体医薬; 抗薬物抗体; バイオアナリシス; 自己免疫疾患

研究計画１「抗体を標的とした抗イディオタイプDNA アプタマーの効率的探索法の構築」では、(1) タンパク質精製分取用クロマトグラフ（FPLC）による結合解離スクリーニング、(2) NGS解析、(3) アプタマー最適配列アルゴリズムSMART-Aptamerを用いたin silico探索を行った。得られた候補配列については、ELAAによる結合能・特異性評価やドッキングシミュレーションの結果から最適配列を導出し、各薬物に対してKd＝20 ～ 50 nM程度の高親和性アプタマーの獲得に成功した。これらの候補配列は血清試料中においても標的医薬と特異的に結合したことから血中薬物濃度分析への適用性が示された。研究計画２「抗イディオタイプDNA アプタマーの高性能化のための精密デザイン」では、アプタマーの更なる親和性向上を目的としたアプタマーダイマーの設計及び結合能評価を行った。最初にアプタマー単量体とTrastuzumabのFab断片のドッキングシュミレーションから結合様式を予測した。この結果をもとにダイマーの設計を行った。リンカー長はアプタマー間距離の予測を行うことで決定し、26、30、34塩基のpoly Tと、その中央に(PEG)6を挿入した3つの異なるリンカー長のダイマーを設計した。最後に設計したダイマーの結合能評価を行った結果、モノマーのKd値135.4 nMに対し、ダイマーのKd値は最良のもので52.5 nMと算出された。以上よりアプタマーの二量体化はアプタマーの結合能を向上させるうえで有効であることが示された。研究計画３「抗イディオタイプDNA アプタマーによる抗体医薬のバイオアナリシス」では、先行研究で構築したELAA法におけるアプタマーの固定化法および検出法を変更することで血清中nivolumabを10－240 μg/mLの範囲で良好な精度で定量できることを示した。

Research proposal 1 antibody を "mark と し た resistance イ デ ィ オ タ イ プ DNA ア プ タ マ ー の sharper rate の exploration method to construct" で は, (1) タ ン パ ク quality refined divide with ク ロ マ ト グ ラ フ (FPLC) に よ る combined with dissociative ス ク リ ー ニ ン グ, (2) the NGS parsing, (3) The most suitable column is アプタ and ゴリズム. SMART-Aptamerを. Explore the を row った with the アプタ たin silico. To ら れ た alternate with column に つ い て は, ELAA に よ る binding energy, specific evaluation 価 や ド ッ キ ン グ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results か ら the adapter column を export し, each 薬 に し seaborne て Kd = 20 ~ 50 nM level の high-affinity ア プ タ マ ー の に success し た. こ れ ら の alternate with column は serum sample in に お い て も underlying medical 薬 と specific に combining し た こ と か ら blood 薬 concentration analysis へ の applicability が shown さ れ た. Research project "the 2 イ デ ィ オ タ イ プ DNA ア プ タ マ ー の high-performance の た め の precision デ ザ イ ン" で は, ア プ タ マ ー の more な る affinity を up purpose と し た ア プ タ マ ー ダ イ マ ー の design and び binding energy rating 価 を line っ た. Initial に ア プ タ マ ー 単 quantity body と Trastuzumab の Fab fragment の ド ッ キ ン グ シ ュ ミ レ ー シ ョ ン か ら し を to test combined with others in type た. The <s:1> <s:1> result を を とにダ とにダ とにダ とにダ とにダ とにダ を った design を lines った. Long リ ン カ ー は ア プ タ マ ー の to measure the distance between を line う こ と で decided し, 26, 30, 34 salt base の poly real T と, そ の central に (PEG) 6 を scions into し た 3 つ の different な る リ ン カ ー long の ダ イ マ ー を design し た. Finally に design し た ダ イ マ ー の binding energy rating 価 を line っ た results, モ ノ マ ー の Kd nt 135.4 nM に し, seaborne ダ イ マ ー の Kd numerical は most good の も の で 52.5 nM と calculate さ れ た. The above よ よ アプタ アプタ アプタ アプタ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> the binding energy of <s:1> アプタ アプタ アプタ とが the binding energy of を upward させるうえで is effective である である とが とが shows された. Research projects 3 "the イ デ ィ オ タ イ プ DNA ア プ タ マ ー に よ る antibody medical 薬 の バ イ オ ア ナ リ シ ス" で は, leading research で build し た ELAA method に お け る ア プ タ マ ー の immobilized method お よ び を 検 out method - more す る こ と で serum nivolumab を 10-240 μg/mL <s:1> range 囲で good な accuracy で quantification で る る る とを shows た.

项目成果

Development of a DNA aptamer that binds to the complementarity-determining region of therapeutic monoclonal antibody and affinity improvement induced by pH-change for sensitive detection

• DOI: 10.1016/j.bios.2022.114027
• 发表时间: 2022-02-01
• 期刊: BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
• 影响因子: 12.6
• 作者: Saito, Taro;Shimizu, Yutaka;Ikebukuro, Kazunori
• 通讯作者: Ikebukuro, Kazunori

抗体医薬Trastuzumabに対する高親和性DNAアプタマーの探索研究

抗体药物曲妥珠单抗高亲和力DNA适配体探索性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 青木萌恵;磯部亮太;小林直央;北條泰成;古庄 仰;杉山栄二;轟木堅一郎
• 通讯作者: 轟木堅一郎

水晶振動子マイクロバランス法による抗体医薬に対する抗イディオタイプDNA アプタマーの結合定数測定

石英晶体微天平法测定抗独特型DNA适体与抗体药物的结合常数

• 发表时间: 2022
• 作者: 磯部亮太;小林直央;青木萌恵;古庄 仰;杉山栄二;水野 初; 轟木堅一郎
• 通讯作者: 轟木堅一郎

Efficient screening of anti-idiotype DNA aptamers that bind specifically to trastuzumab for bioanalytical applications

• DOI: 10.1016/j.jpbao.2023.100006
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis Open
• 作者: K. Todoroki;Jiaxing Tong;Moe Aoki;N. Kobayashi;Ryota Isobe;Hiroyuki Tasaki;Tomohiro Yamada;Aogu Furusho;Eiji Sugiyama;H. Mizuno;H. Hayashi;T. Toyo′oka

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