JP5487570B2 - Method for producing fusion protein of antibody and protein - Google Patents
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Description
本発明は、抗体と蛋白質との融合蛋白質の製造方法、及び抗体と蛋白質との融合蛋白質に関する。 The present invention relates to a method for producing a fusion protein of an antibody and a protein, and a fusion protein of an antibody and a protein.
オープンサンドイッチ法とは、抗原を特異的に認識する抗体のVH領域ポリペプチドおよびVL領域ポリペプチドを調製し、一方のポリペプチドをレポーター分子で標識して標識化ポリペプチドとし、他方のポリペプチドを固相に固定して固定化ポリペプチドとし、抗原含有試料および標識化ポリペプチドを固相に接触させ、固定化ポリペプチドに結合した標識化ポリペプチドのレポーター分子の量を測定する方法である。オープンサンドイッチ法は、VHとVLが抗原存在下において会合定数が増加する現象を利用した免疫測定法であるため、抗原非存在下でのVHとVLの相互作用が小さく、抗原存在下で会合定数が大きく変化することが必須条件となる。VH-VL間相互作用を正確に見積もるためには、VHとVLを別々に発現・精製する必要があり、これまで多くの時間と手間を要していた。 In the open sandwich method, a VH region polypeptide and a VL region polypeptide of an antibody that specifically recognizes an antigen are prepared, one of the polypeptides is labeled with a reporter molecule to form a labeled polypeptide, and the other polypeptide is labeled. In this method, an immobilized polypeptide is immobilized on a solid phase, an antigen-containing sample and a labeled polypeptide are brought into contact with the solid phase, and the amount of reporter molecule of the labeled polypeptide bound to the immobilized polypeptide is measured. The open sandwich method is an immunoassay that utilizes the phenomenon that VH and VL increase the association constant in the presence of antigen, so the interaction between VH and VL in the absence of antigen is small, and the association constant is present in the presence of antigen. It is indispensable to greatly change. In order to accurately estimate the interaction between VH and VL, it is necessary to express and purify VH and VL separately, and much time and effort have been required so far.
VHとVLを発現・精製する事なくVH/VL間の相互作用を調べる方法として、split-Fvを呼ばれる方法が報告されている(特許文献1)。この方法は、発現ベクター中に含まれるアンバー(終止)コドンをアンバーサプレッサー機能を示さない大腸菌と示す大腸菌とを使い分けることにより、VH、VLをファージのコートタンパクp VIIとpIXの各々に融合タンパク質として発現させる方法と、VHまたはVLの片方をファージのコートタンパクp VIIまたはpIXの融合タンパク質として、残りのVHまたはVLを分泌発現させる方法とを使い分けるものである。この方法は、同一ベクターで大腸菌の種類を変える事により、VH/VL複合体の抗原に対する親和性評価と抗原非存在下でのVH/VL間相互作用評価が可能である。 As a method for examining the interaction between VH / VL without expressing and purifying VH and VL, a method called split-Fv has been reported (Patent Document 1). This method uses VH and VL as a fusion protein in each of the phage coat proteins pVII and pIX by using differently the amber (stop) codon contained in the expression vector and E. coli that does not show the amber suppressor function. The expression method and the method in which one of VH or VL is used as a fusion protein of phage coat protein pVII or pIX and the remaining VH or VL is secreted and expressed are used separately. In this method, by changing the type of E. coli with the same vector, it is possible to evaluate the affinity of the VH / VL complex for the antigen and the interaction between the VH / VL in the absence of the antigen.
しかしこの方法は、ファージの2つのコートタンパクを利用しファージが不安定になるため、VH/VLがファージ上に発現されないことや、コートタンパクp VIIとpIX の融合タンパク質として発現したVH/VL間の距離が相互作用するのに充分でなく抗原に対する親和性が低下するといった問題点を有していた。 However, this method uses two coat proteins of the phage and the phage becomes unstable, so that VH / VL is not expressed on the phage, or between VH / VL expressed as a fusion protein of coat proteins pVII and pIX. The distance between the two is not sufficient for interaction, and the affinity for the antigen is reduced.
また、同様のコンセプトによるVH/VL間相互作用の評価方法として、親和性評価を一本鎖抗体(scFv)提示ファージで行い、その後組換え酵素を利用してscFvのVH/VL間リンカーに終止コドンなどの配列を相同組換えによって挿入することで、VHとVLを別々の成分(例えば、MBP融合VL及びVH提示ファージ)として発現させる方法が報告されている(非特許文献1)。この方法では、(1)ファージコート蛋白質の中でも毒性の低いp IIIがscFv提示に利用されることになり、また(2)scFvであるためにVH/VLは常にペアとして存在することから、安定にパニングが行えるという利点を持つ。リンカー部分での相同組換えでは、Cre recombinaseなどの配列特異性が高い酵素を用いることで、様々な配列を方向性を保ちつつ挿入することができ、たとえば可溶性・発現性の高いMBPとの融合蛋白質としてVHまたはVLを分泌させることが可能である。しかし、scFvではVH/VL間リンカー通常15アミノ酸程度であるが、この方法では2つの組換え酵素認識配列がリンカー部分に存在することから、リンカー長は40−45アミノ酸程度と大変長いものとなる。そのために、ファージ上への提示率が低下するという問題を有する。また、VH/VL間相互作用評価用ベクターへの組換えにも、高価な組換え酵素が必要であり、組換え効率も高くないことが問題となっていた。 In addition, as a method for evaluating the VH / VL interaction based on the same concept, affinity evaluation is performed with a single-chain antibody (scFv) -displayed phage, and then terminated at the VH / VL linker of scFv using a recombinant enzyme. A method for expressing VH and VL as separate components (for example, MBP fusion VL and VH-displayed phage) by inserting a sequence such as a codon by homologous recombination has been reported (Non-patent Document 1). In this method, (1) pIII, which is less toxic among phage coat proteins, is used for scFv display. (2) Since it is scFv, VH / VL always exists as a pair. The advantage is that panning can be performed. In homologous recombination at the linker part, various sequences can be inserted while maintaining the orientation by using an enzyme with high sequence specificity such as Cre recombinase. For example, fusion with MBP with high solubility and expression It is possible to secrete VH or VL as a protein. However, in the scFv, the VH / VL linker is usually about 15 amino acids, but in this method, since the two recombinase recognition sequences are present in the linker portion, the linker length is as long as about 40-45 amino acids. . Therefore, there is a problem that the display rate on the phage decreases. In addition, recombination into a vector for evaluating VH / VL interaction requires expensive recombination enzymes, and the recombination efficiency is not high.
酵素を標識した抗体を作製する場合、抗体産生ハイブリドーマ細胞を培養し、培養上清に分泌された抗体を精製、バッファー交換した後、架橋試薬によって酵素とのコンジュゲートを合成する化学標識法が主流である。しかし、この方法では、反応前に抗体を高度に精製する必要があることや、未標識抗体の残存、抗原結合部位への標識による不活化などが問題となる。また、別の方法として、scFvやFabなどクローン化した抗体断片と酵素との融合蛋白質の大腸菌内異種発現が行われている。この方法では、高い収量と、ほぼ100%の修飾率、部位特異的修飾などが可能となるが、抗体の重鎖及び軽鎖をコードする遺伝子のクローニングや、それらを導入した発現ベクターの作製など煩雑な実験操作が必要である。そこで、新たな方法として、ハイブリドーマ細胞内で人為的なトランススプライシングを誘発させることで、抗体断片と酵素の融合蛋白質を発現させる方法が開発されているが(非特許文献2)、特にハイブリドーマ細胞において融合蛋白質の発現効率が低いという問題があった。 When producing an enzyme-labeled antibody, the most common chemical labeling method involves culturing antibody-producing hybridoma cells, purifying the antibody secreted in the culture supernatant, exchanging the buffer, and then synthesizing the conjugate with the enzyme using a crosslinking reagent. It is. However, in this method, it is necessary to highly purify the antibody before the reaction, remaining unlabeled antibody, inactivation by labeling on the antigen binding site, and the like. As another method, heterologous expression in Escherichia coli of a fusion protein of a cloned antibody fragment such as scFv or Fab and an enzyme is performed. This method enables high yields, almost 100% modification rate, site-specific modification, etc., but cloning of genes encoding heavy and light chains of antibodies, creation of expression vectors incorporating them, etc. A complicated experiment is required. Therefore, as a new method, a method of expressing an antibody fragment and enzyme fusion protein by inducing artificial trans-splicing in a hybridoma cell has been developed (Non-patent Document 2). There was a problem that the expression efficiency of the fusion protein was low.
これまで、ELISAなどに用いられる酵素標識抗体は、ハイブリドーマ細胞の培養上清などから精製した抗体を架橋試薬などでレポーター酵素と化学的に連結させる化学標識法や、レポーター酵素を一本鎖抗体やFab型抗体などと遺伝子レベルで連結した融合蛋白質(酵素融合抗体)を大腸菌などの微生物で大量発現させる方法などによって作製されてきた。しかし、化学標識法では、反応前に抗体を高度に精製する必要があることや、未標識抗体の残存や、抗原結合部位への標識による不活化などが問題となっている。また、酵素融合抗体を発現させる方法では、抗体の重鎖及び軽鎖をコードする遺伝子のクローニングや、それらの発現ベクターの作製など煩雑な実験操作が必要であった。また近年、抗体産生細胞内で人為的なトランススプライシングにより、酵素融合抗体を簡便に調製する方法が開発されたが、蛋白質発現効率が低いという問題があった。本発明は、簡便かつ短時間で抗体を標識する方法を提供することを解決すべき課題とした。 Until now, enzyme-labeled antibodies used in ELISA and the like have been used for chemical labeling methods in which antibodies purified from the culture supernatant of hybridoma cells and the like are chemically linked to a reporter enzyme using a crosslinking reagent, etc. It has been produced by a method in which a fusion protein (enzyme fusion antibody) linked to a Fab-type antibody or the like at the gene level is expressed in large quantities in microorganisms such as Escherichia coli. However, the chemical labeling method has a problem that it is necessary to highly purify the antibody before the reaction, unlabeled antibody remains, inactivation by labeling on the antigen binding site, and the like. In addition, the method for expressing an enzyme fusion antibody requires complicated experimental operations such as cloning of genes encoding the heavy and light chains of the antibody and the production of expression vectors thereof. In recent years, a method for easily preparing an enzyme fusion antibody by artificial trans-splicing in antibody-producing cells has been developed, but there is a problem that the protein expression efficiency is low. An object of the present invention is to provide a method for labeling an antibody simply and in a short time.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、抗体軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインのC末端に目的の蛋白質を融合した軽鎖融合蛋白質を、抗体産生細胞内で発現誘導させることによって、軽鎖融合蛋白質が抗体重鎖と会合し、その結果、目的蛋白質で標識した抗体を細胞外に分泌できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors induce expression of a light chain fusion protein in which a target protein is fused to the C terminus of an antibody light chain or light chain constant region domain in antibody-producing cells. As a result, it was found that the light chain fusion protein associates with the antibody heavy chain, and as a result, the antibody labeled with the target protein can be secreted outside the cell, and the present invention has been completed.
即ち、本発明によれば、抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインをコードする遺伝子と蛋白質をコードする遺伝子とを、該抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインと該蛋白質との融合蛋白質を発現できるように連結して有する発現ベクターを、該抗体又はその一部を発現する細胞内に導入して発現させることを含む、抗体と蛋白質との融合蛋白質の製造方法が提供される。 That is, according to the present invention, a gene encoding a light chain or light chain constant region domain of an antibody and a gene encoding a protein, a fusion protein of the light chain or light chain constant region domain of the antibody and the protein There is provided a method for producing a fusion protein of an antibody and a protein, which comprises introducing an expression vector having an expression vector linked so as to be expressed into a cell that expresses the antibody or a part thereof, and expressing it.
好ましくは、蛋白質は酵素又は蛍光蛋白質である。
好ましくは、蛋白質は、アルカリフォスファターゼ、β―ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、ペルオキシダーゼである。
Preferably, the protein is an enzyme or a fluorescent protein.
Preferably, the protein is alkaline phosphatase, β-galactosidase, luciferase, peroxidase.
好ましくは、抗体又はその一部を発現する細胞は、抗体の重鎖遺伝子及び抗体の軽鎖遺伝子を発現する細胞、又は抗体の重鎖遺伝子を発現する細胞である。
好ましくは、発現ベクターは、抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインをコードする遺伝子の3'末端側に蛋白質をコードする遺伝子が連結している発現ベクターである。
Preferably, the cell expressing the antibody or a part thereof is a cell expressing an antibody heavy chain gene and an antibody light chain gene, or a cell expressing an antibody heavy chain gene.
Preferably, the expression vector is an expression vector in which a gene encoding a protein is linked to the 3 ′ end of a gene encoding a light chain or light chain constant region domain of an antibody.
本発明によればさらに、上記した本発明の方法により製造される、抗体の軽鎖に蛋白質が結合していることを特徴とする抗体と蛋白質との融合蛋白質が提供される。 According to the present invention, there is further provided an antibody-protein fusion protein produced by the above-described method of the present invention, wherein the protein is bound to the antibody light chain.
好ましくは、本発明の融合蛋白質は、 (i)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖2本とから構成される融合蛋白質、
(ii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質、
(iii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン2本とから構成される融合蛋白質、又は
(iv)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質、
の何れか,あるいは特にIgM, IgAの場合はそれらの多量体である。
Preferably, the fusion protein of the present invention comprises (i) a fusion protein comprising two antibody heavy chains and two antibody light chains having a protein on the C-terminal side,
(ii) a fusion protein comprising two antibody heavy chains, one antibody light chain having a protein on the C-terminal side and one antibody light chain,
(iii) a fusion protein comprising two antibody heavy chains and two antibody light chain constant region domains having a protein on the C-terminal side, or
(iv) a fusion protein comprising two antibody heavy chains, one antibody light chain constant region domain having a protein on the C-terminal side, and one antibody light chain;
Any of these, or especially in the case of IgM and IgA, are multimers thereof.
本発明によればさらに、上記した本発明の融合蛋白質を含む、免疫測定キットが提供される。 The present invention further provides an immunoassay kit containing the above-described fusion protein of the present invention.
本発明によればさらに、上記の (iii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン2本とから構成される融合蛋白質、又は(iv)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質と、抗体軽鎖とを、抗原の存在下で接触させて、融合蛋白質と抗体軽鎖との相互作用を検出することを含む、免疫測定方法が提供される。
上記の免疫測定方法において、好ましくは、抗原の存在下で特異的に相互作用する抗体重鎖と抗体軽鎖を選別する。
According to the present invention, a fusion protein comprising the above (iii) two antibody heavy chains and two antibody light chain constant region domains having a protein on the C-terminal side, or (iv) an antibody heavy chain 2 A fusion protein composed of an antibody light chain constant region domain having a protein on the C-terminal side and an antibody light chain and an antibody light chain in the presence of an antigen, There is provided an immunoassay method comprising detecting an interaction between an antibody and an antibody light chain.
In the above immunoassay method, preferably, antibody heavy chain and antibody light chain that interact specifically in the presence of an antigen are selected.
本発明の方法によれば、軽鎖融合蛋白質を発現するベクターを導入するだけで、簡便且つ短時間で目的とする標識抗体を作製することが可能である。また、本発明の方法は、同じ目的蛋白質を標識する場合であれば、同一ベクターで様々な抗体に応用が可能なため、汎用性の高い方法である。さらに、軽鎖定常領域ドメインとアルカリフォスファターゼなどの酵素との融合蛋白質を発現させた場合、分泌された酵素標識重鎖と軽鎖を用いて、オープンサンドイッチ法による免疫測定が可能となる。本発明の方法と従来の化学標識法との相違点としては、反応ステップが不要であり、標識部位が特定できることが挙げられる。また、酵素融合抗体を大腸菌内で発現させる方法との相違点では、標識させたい抗体ごとに抗体遺伝子をクローニングし、それらを挿入した発現ベクターを新たに作製する必要がないという利点を有する。トランススプライシングによる抗体標識法と比較した場合、蛋白質レベルでの4次構造形成を利用するためより高い発現量が期待できる。本発明の方法によって作製された酵素標識抗体を分泌するハイブリドーマ細胞を培養すると、その培養上清を用いて直接ELISAを行うことができる。また、CLと酵素の融合蛋白質を発現させた場合には、元来重鎖と会合していたVL-CLと、酵素標識されかつVLを欠失した抗体断片を容易に得ることができ、これらを用いて抗原依存的なVH/VL相互作用変化を利用したオープンサンドイッチELISAを行うことができる(図10)。 According to the method of the present invention, it is possible to produce a target labeled antibody simply and in a short time simply by introducing a vector that expresses a light chain fusion protein. The method of the present invention is a highly versatile method because it can be applied to various antibodies with the same vector as long as the same target protein is labeled. Furthermore, when a fusion protein of a light chain constant region domain and an enzyme such as alkaline phosphatase is expressed, immunoassay by the open sandwich method is possible using the secreted enzyme-labeled heavy chain and light chain. The difference between the method of the present invention and the conventional chemical labeling method is that a reaction step is unnecessary and the labeling site can be specified. Also, the difference from the method of expressing the enzyme fusion antibody in E. coli is that it is not necessary to clone an antibody gene for each antibody to be labeled and newly prepare an expression vector into which the antibody gene is inserted. Compared to antibody labeling by trans-splicing, higher expression levels can be expected because quaternary structure formation at the protein level is used. When hybridoma cells secreting enzyme-labeled antibodies produced by the method of the present invention are cultured, ELISA can be directly performed using the culture supernatant. In addition, when a fusion protein of CL and enzyme is expressed, VL-CL originally associated with the heavy chain and an antibody fragment labeled with enzyme and lacking VL can be easily obtained. Can be used to perform an open sandwich ELISA using antigen-dependent changes in VH / VL interaction (FIG. 10).
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明による抗体と蛋白質との融合蛋白質の製造方法において、該抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインをコードする遺伝子、及び、その3'末端側に連結された蛋白質をコードする遺伝子を有する発現ベクターを、上記抗体又はその一部を発現する細胞内に導入して発現させることを含む。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
In the method for producing a fusion protein of an antibody and a protein according to the present invention, an expression having a gene encoding a light chain or light chain constant region domain of the antibody and a gene encoding a protein linked to the 3 ′ end side thereof Introducing the vector into a cell expressing the antibody or part thereof, and expressing the vector.
本発明においては、抗体軽鎖(軽鎖可変領域(VL)と軽鎖定常領域(CL))もしくは軽鎖定常領域ドメイン(CL)のC末端に、酵素などの目的の蛋白質を融合した融合蛋白質(軽鎖融合蛋白質)を発現可能なベクターを抗体産生細胞内に導入することによって、細胞内で発現された軽鎖融合蛋白質は、抗体重鎖と会合して、その結果、目的蛋白質が連結した抗体が合成され、さらに細胞外に分泌される(図10)。 In the present invention, a fusion protein in which a protein of interest such as an enzyme is fused to the C-terminus of an antibody light chain (light chain variable region (VL) and light chain constant region (CL)) or light chain constant region domain (CL) By introducing a vector capable of expressing (light chain fusion protein) into an antibody-producing cell, the light chain fusion protein expressed in the cell associates with the antibody heavy chain, and as a result, the target protein is linked. Antibodies are synthesized and further secreted extracellularly (FIG. 10).
また、融合させる軽鎖の形状によって、得られる抗体の形状を変えることも可能であり、たとえば、VL-CLと酵素の融合蛋白質を発現させた場合には、1もしくは2分子の酵素で標識された完全長抗体(下記の(i)又は(ii)に記載の融合蛋白質)を得ることができ、CLとの酵素の融合蛋白質を発現させた場合は、導入した細胞由来のVL-CLと、1もしくは2分子の酵素が標識され、且つVLを欠失した酵素標識抗体断片(下記の(iii)又は(iv)に記載の融合蛋白質)を得ることができる(図10)。 It is also possible to change the shape of the obtained antibody depending on the shape of the light chain to be fused. For example, when a fusion protein of VL-CL and an enzyme is expressed, it is labeled with one or two molecules of the enzyme. A full-length antibody (a fusion protein described in (i) or (ii) below), and when expressing an enzyme fusion protein with CL, VL-CL derived from the introduced cell, An enzyme-labeled antibody fragment (a fusion protein described in (iii) or (iv) below) labeled with one or two molecules of enzyme and lacking VL can be obtained (FIG. 10).
即ち、本発明によれば、例えば、以下のいずれかの融合蛋白質およびそれらの多量体を製造することができる。
(i)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖2本とから構成される融合蛋白質、
(ii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質、
(iii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン2本とから構成される融合蛋白質、又は
(iv)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質。
That is, according to the present invention, for example, any of the following fusion proteins and multimers thereof can be produced.
(i) a fusion protein comprising two antibody heavy chains and two antibody light chains having a protein on the C-terminal side;
(ii) a fusion protein comprising two antibody heavy chains, one antibody light chain having a protein on the C-terminal side and one antibody light chain,
(iii) a fusion protein comprising two antibody heavy chains and two antibody light chain constant region domains having a protein on the C-terminal side, or
(iv) A fusion protein comprising two antibody heavy chains, one antibody light chain constant region domain having a protein on the C-terminal side, and one antibody light chain.
本発明で用いる蛋白質(抗体に融合させる蛋白質)は標識として使用できる蛋白質であることが好ましく、例えば、酵素又は蛍光蛋白質などが好ましい。酵素としては、アルカリフォスファターゼ、β―ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、又はペルオキシダーゼなどを使用することができ、蛍光蛋白質としては、緑色蛍光蛋白質(GFP)、青色蛍光蛋白質(BFP)、黄色蛍光蛋白質(YFP)、シアン蛍光蛋白質(CFP)又は赤色蛍光蛋白質(RFP)などを使用することができるが、これらに限定されるものではない。 The protein (protein fused to the antibody) used in the present invention is preferably a protein that can be used as a label, and for example, an enzyme or a fluorescent protein is preferable. As the enzyme, alkaline phosphatase, β-galactosidase, luciferase, peroxidase, or the like can be used. As the fluorescent protein, green fluorescent protein (GFP), blue fluorescent protein (BFP), yellow fluorescent protein (YFP), cyan A fluorescent protein (CFP) or a red fluorescent protein (RFP) can be used, but is not limited thereto.
本発明では、抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインをコードする遺伝子と蛋白質をコードする遺伝子とを、該抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインと該蛋白質との融合蛋白質を発現できるように連結して有する発現ベクターを、該抗体又はその一部を発現する細胞内に導入して発現させる。 In the present invention, a gene encoding a light chain or light chain constant region domain of an antibody and a gene encoding a protein are expressed so that a fusion protein between the light chain or light chain constant region domain of the antibody and the protein can be expressed. The linked expression vector is introduced into a cell that expresses the antibody or a part thereof and expressed.
蛋白質をコードする遺伝子は、抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインをコードする遺伝子の5’末端側に連結してもよいし、3’末端側に連結してもよいが、好ましくは3’末端側に連結することができる。また、蛋白質をコードする遺伝子は、抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインをコードする遺伝子の5’末端側又は3’末端側に直接連結してもよいし、適当なリンカー配列を介して連結してもよいが、好ましくは適当なリンカー配列を介して連結することができる。リンカー配列としては、例えば、Gly- Gly- Gly- Gly-Ser-Gly- Gly- Gly- Gly-Ser、又はGly- Gly- Gly- Gly-Serなどを用いることができるがこれらに限定されるものではない。 The gene encoding the protein may be linked to the 5 ′ end side of the gene encoding the light chain or light chain constant region domain of the antibody, or may be linked to the 3 ′ end side, preferably 3 ′. It can be linked to the terminal side. Further, the gene encoding the protein may be directly linked to the 5 ′ end side or 3 ′ end side of the gene encoding the light chain or light chain constant region domain of the antibody, or may be linked via an appropriate linker sequence. However, it can be preferably linked via an appropriate linker sequence. As the linker sequence, for example, Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser or Gly-Gly-Gly-Gly-Ser can be used. is not.
発現ベクターの種類は、特に限定されず、導入した抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインをコードする遺伝子と蛋白質をコードする遺伝子を発現して、該抗体の軽鎖もしくは軽鎖定常領域ドメインと該蛋白質との融合蛋白質を発現できるものであれば任意の発現ベクターを使用することができる。発現ベクターとしては、宿主細胞で自律的に増殖できるか、又は宿主細胞の染色体に組み込まれ得るウィルスベクター又はプラスミドを使用することができる。ウィルスベクターとしてはSV40, アデノウィルス,レトロウィルス,レンチウィルスなどを由来とするものが,プラスミドDNAとしては、大腸菌、枯草菌又は酵母に由来するプラスミドなどが挙げられるが,原核細胞および抗体産生細胞における選択マーカー遺伝子を持つことが望ましい。 The type of expression vector is not particularly limited, and a gene encoding a light chain or light chain constant region domain of the introduced antibody and a gene encoding a protein are expressed and the light chain or light chain constant region domain of the antibody is expressed. Any expression vector can be used as long as it can express a fusion protein with the protein. As an expression vector, a viral vector or a plasmid that can be autonomously propagated in a host cell or can be integrated into the host cell chromosome can be used. Viral vectors are derived from SV40, adenovirus, retrovirus, lentivirus, etc., and plasmid DNA includes plasmids derived from Escherichia coli, Bacillus subtilis, or yeast, but selection in prokaryotic cells and antibody-producing cells. It is desirable to have a marker gene.
本発明では、上記の発現ベクターを、抗体又はその一部を発現する細胞内に導入して発現させる。抗体又はその一部を発現する細胞としては、抗体の重鎖遺伝子及び抗体の軽鎖遺伝子を発現して完全長の抗体を産生する細胞でもよいし、又は抗体の重鎖遺伝子を発現する細胞でもよい。抗体又はその一部を発現する細胞としては、細菌(大腸菌など)、酵母、動物細胞(ミエローマ,ハイブリドーマ,COS細胞、CHO細胞等)、昆虫細胞などを挙げることができるが、動物細胞(ミエローマ,ハイブリドーマ,COS細胞、CHO細胞等)が好ましい。 In the present invention, the above expression vector is introduced into a cell that expresses the antibody or a part thereof and expressed. The cell expressing the antibody or a part thereof may be a cell expressing the antibody heavy chain gene and the antibody light chain gene to produce a full-length antibody, or a cell expressing the antibody heavy chain gene. Good. Examples of cells expressing the antibody or a part thereof include bacteria (such as E. coli), yeast, animal cells (myeloma, hybridoma, COS cell, CHO cell, etc.), insect cells, etc., but animal cells (myeloma, Hybridomas, COS cells, CHO cells, etc.) are preferred.
発現ベクターの細胞への導入方法も特に限定されず、例えば、リン酸カルシウム方法、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法、リポフェクション法などが挙げられ、またウィルスベクターを導入したパッケージング細胞の培養上清を用いて行うこともできる。 The method of introducing the expression vector into the cell is not particularly limited, and examples thereof include calcium phosphate method, electroporation method, spheroplast method, lithium acetate method, lipofection method, etc. It can also be carried out using the culture supernatant.
本発明によれば、上記した (iii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン2本とから構成される融合蛋白質、又は(iv)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質と、抗体軽鎖とを、抗原の存在下で接触させて、融合蛋白質と抗体軽鎖との相互作用を検出することによって免疫測定を行うことができ、これにより、抗原の存在下で特異的に相互作用する抗体重鎖と抗体軽鎖を選別することができる。上記した免疫測定は、以下に説明するオープンサンドイッチイムノアッセイで行うことができる。 According to the present invention, (iii) a fusion protein comprising two antibody heavy chains and two antibody light chain constant region domains having a protein on the C-terminal side, or (iv) two antibody heavy chains A fusion protein composed of one antibody light chain constant region domain having a protein on the C-terminal side and one antibody light chain, and the antibody light chain in the presence of an antigen, An immunoassay can be performed by detecting the interaction with the antibody light chain, whereby the antibody heavy chain and antibody light chain that specifically interact in the presence of the antigen can be selected. The above-described immunoassay can be performed by the open sandwich immunoassay described below.
蛋白質性の抗原は、サンドイッチ法と呼ばれる2種類の抗体を使う方法で測定されることが一般的である。サンドイッチ法は、抗原に同時に結合できる2種類の抗体を用意する必要があるが、特異性と感度が高いという利点を有している。しかし、分子量1000以下の小分子は小さすぎて、二種類の抗体でサンドイッチすることが困難である。即ち、分子量1000以下の小分子は抗原決定基が一つしかない単価抗原であるため、二種類の抗体でサンドイッチすることが困難となる。そのためこのような小分子は通常、競合法と呼ばれる方法で測定される。しかし競合法は、条件設定が難しく、感度が低い、測定操作にかなりの注意深さが必要、といった難点を有している。 Proteinaceous antigens are generally measured by a method using two types of antibodies called a sandwich method. The sandwich method needs to prepare two types of antibodies that can simultaneously bind to an antigen, but has the advantage of high specificity and sensitivity. However, small molecules with a molecular weight of 1000 or less are too small to be sandwiched between two types of antibodies. That is, since a small molecule having a molecular weight of 1000 or less is a unitary antigen having only one antigenic determinant, it is difficult to sandwich between two types of antibodies. For this reason, such small molecules are usually measured by a method called a competitive method. However, the competitive method has the drawbacks that it is difficult to set conditions, the sensitivity is low, and the measurement operation requires considerable attention.
このような欠点のない、小分子でも非競合的に測定できる方法として、本発明者らは、オープンサンドイッチイムノアッセイという免疫測定法を報告している。この方法は基本的に、「抗体の可変領域(抗原結合部位)は抗原がないと不安定だが、抗原が結合すると安定化される」という原理を利用した方法である。抗体はH鎖とL鎖の2本の鎖で構成されるが、それぞれの抗原結合部位は VH, VLと呼ばれこれらが抗原を認識できる最小単位である可変領域Fvを構成する。最近ではファージ提示法などを用いて容易にVHとVLをコードする遺伝子断片をクローニングすることができるが、VHとVLの間の結合は非共有的で多くの場合不安定であり、これらをペプチドで結んで一本鎖抗体(scFv)として使われる場合がほとんどである。 The present inventors have reported an immunoassay called an open sandwich immunoassay as a method capable of non-competitively measuring even a small molecule without such drawbacks. This method basically uses the principle that “the variable region (antigen-binding site) of an antibody is unstable without an antigen but is stabilized when an antigen binds”. An antibody is composed of two chains, an H chain and an L chain, and each antigen binding site is called VH and VL, and these constitute a variable region Fv which is the smallest unit capable of recognizing an antigen. Recently, gene fragments encoding VH and VL can be easily cloned using phage display methods, etc., but the binding between VH and VL is non-covalent and unstable in many cases. In most cases, it is used as a single chain antibody (scFv).
本発明者らは、この不安定なFvが、抗原が結合すると安定化する場合があり、それを利用すれば抗原濃度を簡便かつ迅速に、さらに感度よく測定できることを見出した。すなわち、VL断片をプレートに固定化しておき、これにVH断片にファージあるいはアルカリフォスファターゼを結合させたものと抗原を含むサンプルとを混ぜて一回洗浄した後にプレートに固定化されたファージあるいは酵素の量を測定すれば、それば抗原量と非常によい相関を示すことを見いだしたのである(UEDA, H. et al. Nature Biotechnol. 14, 1714-1718(1996))。 The present inventors have found that this unstable Fv may be stabilized when an antigen binds, and by using this, the antigen concentration can be measured easily and rapidly with higher sensitivity. In other words, the VL fragment was immobilized on a plate, and the VH fragment combined with phage or alkaline phosphatase was mixed with a sample containing the antigen, washed once, and then the phage or enzyme immobilized on the plate. It was found that if the amount was measured, it showed a very good correlation with the antigen amount (UEDA, H. et al. Nature Biotechnol. 14, 1714-1718 (1996)).
さらに、本発明者らは、手持ちの抗体がサープンサンドイッチ法に向いているか向いていないかを簡便に調べるための方法を開発した(Aburatani, T. et al., Anal. Chem. 75,
4057-4064 (2003);上田 宏. 小分子を非競合的に測定可能な新しい免疫測定法 Bio Medical Quick Review Nets No.027 (2004);及び上田 宏. "競合法によらない小分子の免疫測定". 生化学, 76(7), 670-674 (2004))。市販のファージ抗体システムに良く似たこの方法(split Fvシステム)を用いれば、手持ちのハイブリドーマの抗体可変領域の抗原結合能とVH/VL相互作用の強弱の両方を、ファージを作る大腸菌を変えることで手軽に調べることができ、またより良い性質の抗体の選択ができる。
Furthermore, the present inventors have developed a method for easily examining whether the antibody on hand is suitable for the Serpen Sandwich method (Aburatani, T. et al., Anal. Chem. 75,
4057-4064 (2003); Hiroshi Ueda. New immunoassay that can measure small molecules non-competitively Bio Medical Quick Review Nets No.027 (2004); and Hiroshi Ueda. Measurement ". Biochemistry, 76 (7), 670-674 (2004)). Using this method (split Fv system), which is very similar to a commercially available phage antibody system, changes both the antigen-binding ability of the antibody variable region of the hybridoma on hand and the strength of the VH / VL interaction by changing the Escherichia coli that produces the phage. Can be easily examined, and antibodies with better properties can be selected.
本発明においては、(iii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン2本とから構成される融合蛋白質、又は(iv)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質と、抗体軽鎖とを、抗原の存在下で接触させて、融合蛋白質と抗体軽鎖との相互作用を検出することによって免疫測定を行うことができる。融合蛋白質には標識としての機能を有する蛋白質が結合していることから、この蛋白質を検出することによって、融合蛋白質と抗体軽鎖との相互作用を検出することができる。 In the present invention, (iii) a fusion protein comprising two antibody heavy chains and two antibody light chain constant region domains having a protein on the C-terminal side, or (iv) two antibody heavy chains and C A fusion protein composed of one antibody light chain constant region domain having a protein on the terminal side and one antibody light chain is contacted with the antibody light chain in the presence of an antigen, so that the fusion protein and the antibody light chain An immunoassay can be performed by detecting an interaction with. Since a protein having a function as a label is bound to the fusion protein, the interaction between the fusion protein and the antibody light chain can be detected by detecting this protein.
本発明の方法によって得られた、抗原非存在下でVH/VL相互作用が弱く、かつ抗原存在下でVH/VL相互作用が強い抗体を用いて、例えば以下のような測定キットを作製することが可能である。
(1)VL断片をビオチン・アビジン相互作用を利用して、または物理的吸着を利用してチューブあるいはマイクロプレートに固定化する。
(2)VH断片とレポーター酵素(例えばアルカリフォスファターゼ)との融合蛋白質を作製しておき、これをサンプルと共にVLを固定化した固相と一定時間接触させる。
(3)洗浄後、固相化された酵素活性を測定し、サンプル中の抗原濃度の指標とする。
Using the antibody obtained by the method of the present invention and having a weak VH / VL interaction in the absence of an antigen and a strong VH / VL interaction in the presence of an antigen, for example, the following measurement kit should be prepared. Is possible.
(1) The VL fragment is immobilized on a tube or microplate using biotin / avidin interaction or using physical adsorption.
(2) A fusion protein of a VH fragment and a reporter enzyme (for example, alkaline phosphatase) is prepared, and this is brought into contact with a solid phase on which VL is immobilized together with a sample for a certain period of time.
(3) After washing, the immobilized enzyme activity is measured and used as an index of the antigen concentration in the sample.
また、以下の測定キットを作製することも可能である。
(1)VH断片とVL断片を互いに吸収・蛍光スペクトル重なる二種類の蛍光色素(例えばフルオレセインとローダミン)で標識しておく。
(2)これらをサンプルと混合し、5分程度おいて短波長側の蛍光色素のみを励起光で励起する。二種類の蛍光色素由来の蛍光強度を測定することで、VH/VLの会合による蛍光エネルギー移動現象を検出することができる。二つの蛍光強度の比をサンプル中の抗原濃度の指標とする。この方法では前の方法に比べて、短時間で洗浄操作なしに抗原濃度が測定できる。
It is also possible to produce the following measurement kit.
(1) The VH fragment and the VL fragment are labeled with two kinds of fluorescent dyes (for example, fluorescein and rhodamine) that overlap each other in absorption and fluorescence spectra.
(2) These are mixed with the sample, and only the fluorescent dye on the short wavelength side is excited with excitation light after about 5 minutes. By measuring the fluorescence intensity derived from two types of fluorescent dyes, the fluorescence energy transfer phenomenon due to the association of VH / VL can be detected. The ratio of the two fluorescence intensities is used as an index of the antigen concentration in the sample. In this method, the antigen concentration can be measured in a short time and without a washing operation, compared to the previous method.
また、以下の測定キットを作製することもまた可能である。
(1)VH断片とVL断片を、それぞれ単体では活性がないか、低いが近接させると活性の増大する二種類の酵素断片(例えばLacZ△αおよびLacZ△ω)との融合蛋白質として大腸菌で発現させ、精製しておく。
(2)二種類の融合蛋白質とサンプルを混合し、一定時間おいたのち基質(例えば発光基質Galacton Plus, Tropix, Bedford, MA)と混合し、融合蛋白質複合体の活性を測定することでサンプル中の抗原濃度の指標とする。この方法では、前の2つの方法に比べてはるかに高感度に抗原濃度を測定することが可能であり、また洗浄操作を含まない(Yokozeki et al.,Anal.Chem.74(11),2500-2504,2002)。
It is also possible to prepare the following measurement kit.
(1) VH fragment and VL fragment are expressed in E. coli as a fusion protein with two kinds of enzyme fragments (for example, LacZΔα and LacZΔω) that are not active alone or increase in activity when they are close to each other. And purify.
(2) Mix two types of fusion protein and sample, wait for a certain period of time, mix with substrate (eg, luminescent substrate Galacton Plus, Tropix, Bedford, MA), and measure the activity of the fusion protein complex in the sample. It is used as an index of the antigen concentration. This method can measure the antigen concentration much more sensitively than the previous two methods, and does not include a washing operation (Yokozeki et al., Anal. Chem. 74 (11), 2500 -2504, 2002).
上記方法によって測定する対象としては、第一に臨床検査における血清中の特定蛋白質、ペプチド、各種ホルモン、麻薬あるいは治療用薬物等が考えられる。また、環境水中のダイオキシン、ビスフェノールA、ノニルフェノール等の毒性が疑われる化学物資や農薬類もまた本発明によって測定される対象となる。 As a target to be measured by the above method, firstly, a specific protein, peptide, various hormones, narcotics, therapeutic drugs, etc. in serum in a clinical test are considered. Further, chemical substances and agricultural chemicals suspected of toxicity such as dioxin, bisphenol A, nonylphenol and the like in the environmental water are also objects to be measured by the present invention.
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。 The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited to the examples.
実験材料
ベクター
pSV-Vμ1:真核細胞で抗NP (4-hydroxy-3-nitrophenylacetic acid )IgM 重鎖を発現するベクター(EMBO J., 1983、2、1373-1378)。英国MRC分子生物学研究所のDr. Neubergerより譲渡されたものを使用した。
pSEAP-His:真核細胞でSEAP-Histagを発現誘導できるベクター(生物工学会第57回大会講演要旨集(2005) 119ページ、発表番号3C14-2「抗体可変領域-ヒト胎盤アルカリフォスファターゼ融合タンパク質の発現とその解析」
pUCλ:抗NP抗体λ鎖のコード部位を持つベクター(J. Biochem. 1997、122、322-329)。
Experimental material vector
pSV-Vμ1: A vector that expresses anti-NP (4-hydroxy-3-nitrophenylacetic acid) IgM heavy chain in eukaryotic cells (EMBO J., 1983, 2, 1373-1378). The one assigned by Dr. Neuberger of MRC Molecular Biology Laboratory in the UK was used.
pSEAP-His: A vector that can induce SEAP-Histag expression in eukaryotic cells (Abstracts of the 57th Annual Meeting of the Biotechnology Society (2005), p. 119, presentation number 3C14-2 “Antibody variable region-human placental alkaline phosphatase fusion protein Expression and Analysis "
pUCλ: a vector having the coding site of the anti-NP antibody λ chain (J. Biochem. 1997, 122, 322-329).
プライマー
VLMfeIrev:5'-GGTCCAATTGCAGGCTGTTGTGACTCAGGAA-3'(配列番号1)
CLMfeIrev:5’-GCAACAATTGCAGCCCAAGTCTTCGCCATCAG-3’(配列番号2)
CL(G4S)1AflIIfor:
5'-CCTACTTAAGGACTCACCCGCGCTACCACCACCACCGGAACAGTCAGCACGGGACAA-3'(配列番号3)
CL(G4S)2AflIIfor:
5'-CCTACTTAAGGACTCACCCGCGCTACCACCACCACCACTTCCTCCTCCTCCGGAACAGTCAGCACGGGACAA-3' (配列番号4)
Primer
VLMfeIrev: 5'-GGTCCAATTGCAGGCTGTTGTGACTCAGGAA-3 '(SEQ ID NO: 1)
CLMfeIrev: 5'-GCAACAATTGCAGCCCAAGTCTTCGCCATCAG-3 '(SEQ ID NO: 2)
C L (G 4 S) 1 AflIIfor:
5'-CCTACTTAAGGACTCACCCGCGCTACCACCACCACCGGAACAGTCAGCACGGGACAA-3 '(SEQ ID NO: 3)
C L (G 4 S) 2 AflIIfor:
5'-CCTACTTAAGGACTCACCCGCGCTACCACCACCACCACTTCCTCCTCCTCCGGAACAGTCAGCACGGGACAA-3 '(SEQ ID NO: 4)
細胞株
COS-1:SV40で、形質転換されたアフリカミドリザル腎細胞
J558L:抗NP抗体λ鎖を発現・分泌するように変異導入された抗体産生細胞。The European Collection of Cell Culturesより購入。(Proc Natl Acad Sci U S A. 1983、80、825-829)
XL-10 gold:以下の遺伝子型を持つ大腸菌(Stratagene Co., La Jolla, CA)
TetrΔ(mcrA)183, Δ(mcrCB-hsdSMR-mrr)173, endA1, supE44, thi-1, recA1, gyrA96, relA1, lac, The[F'proAB, lacIq, ZΔM15, Tn10(Tetr), Tn5(Kanr), Amy]
Cell line
COS-1: African green monkey kidney cells transformed with SV40
J558L: An antibody-producing cell that has been mutated to express and secrete the anti-NP antibody λ chain. Purchased from The European Collection of Cell Cultures. (Proc Natl Acad Sci US A. 1983, 80, 825-829)
XL-10 gold: E. coli with the following genotypes (Stratagene Co., La Jolla, CA)
Tet r Δ (mcrA) 183, Δ (mcrCB-hsdSMR-mrr) 173, endA1, supE44, thi-1, recA1, gyrA96, relA1, lac, The [F'proAB, lacI q , ZΔM15, Tn10 (Tet r ) , Tn5 (Kan r ), Amy]
以下の実施例で使われる略語は以下の通りである。
LB: 1%バクトトリプトン、0.5% イーストエクストラクト、0.5% NaClを含む培地
LBA: 100 mg/mlアンピシリンを含むLB
LBAプレート:100 mg/mlアンピシリンを含むLB寒天培地
SOC:2%バクトトリプトン、0.5% イーストエクストラクト、0.05% NaCl、2.5 mM KCl、20 mMグルコース、10 mM MgCl2を含む培地
PBS:137 mM NaClと2.7 mM KClを含む10 mM phosphateバッファー(pH 7.6)
TBST:150 mM NaCl及び0.1% Tween-20を含む10 mM Tris-HClバッファー(pH 7.6)
TAEバッファー:1 mM EDTAを含む40 mM Tris-acetate (pH 8.3)
PCIA:フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)の混合物
Abbreviations used in the following examples are as follows.
LB: Medium containing 1% bacto tryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl
LBA: LB containing 100 mg / ml ampicillin
LBA plate: LB agar containing 100 mg / ml ampicillin
SOC: Medium containing 2% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.05% NaCl, 2.5 mM KCl, 20 mM glucose, 10 mM MgCl 2
PBS: 10 mM phosphate buffer (pH 7.6) containing 137 mM NaCl and 2.7 mM KCl
TBST: 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.6) containing 150 mM NaCl and 0.1% Tween-20
TAE buffer: 40 mM Tris-acetate (pH 8.3) containing 1 mM EDTA
PCIA: phenol: chloroform: isoamyl alcohol (25: 24: 1) mixture
すべての実験において、milliQ (Millipore Co., Billerica, MA)にて精製した水を用いた。以下、milliQ水を表記する。通常の試薬は特に表記のあるもの以外は、シグマ(St. Louis, MO)、ナカライテスク(京都)、和光純薬(大阪)、関東化学(東京)のものを使用した。オリゴDNAはテキサスジェノミクスジャパン(東京)、またはInvitrogen(東京)にて合成した。
Polymerase chain reactions (PCR)には、T3000 thermocycler (Biometra, Goettingen Germany)を、DNA配列決定には、CEQTM 8000 Genetic Analysis System (Beckman Coulter, Fullerton, CA)を使用した。
In all experiments, water purified with milliQ (Millipore Co., Billerica, MA) was used. Hereafter, milliQ water is indicated. Unless otherwise indicated, ordinary reagents used were those of Sigma (St. Louis, MO), Nacalai Tesque (Kyoto), Wako Pure Chemical (Osaka), Kanto Chemical (Tokyo). Oligo DNA was synthesized at Texas Genomics Japan (Tokyo) or Invitrogen (Tokyo).
T3000 thermocycler (Biometra, Goettingen Germany) was used for Polymerase chain reactions (PCR), and CEQ ™ 8000 Genetic Analysis System (Beckman Coulter, Fullerton, CA) was used for DNA sequencing.
実施例1
実験概要
抗NP抗体重鎖を発現するCOS-1細胞に、抗NP抗体λ鎖とヒト胎盤アルカリフォスファターゼ(SEAP)の融合蛋白質(λ鎖-SEAP融合蛋白質)を発現するpVLCL(G4S)1SEAP-His6もしくはpVLCL(G4S)2SEAP-His6を導入することで、λ鎖-SEAP融合蛋白質が重鎖と会合したSEAP標識抗体が分泌され(図1)、培養上清を用いてELISA等の免疫測定が可能であることを実証した。
Example 1
Outline of Experiment pV L C L (G 4 ) expressing a fusion protein (λ chain-SEAP fusion protein) of anti-NP antibody λ chain and human placental alkaline phosphatase (SEAP) in COS-1 cells expressing anti-NP antibody heavy chain By introducing S) 1 SEAP-His6 or pV L C L (G 4 S) 2 SEAP-His6, a SEAP-labeled antibody in which the λ chain-SEAP fusion protein is associated with the heavy chain is secreted (Fig. 1) and cultured. It was demonstrated that immunoassay such as ELISA was possible using the supernatant.
(1)pVLCL(G4S)1SEAP-His6、pVLCL(G4S)2SEAP-His6の作製
まず、pUCλのλ鎖遺伝子をPCR反応によって増幅し、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega Co., Madison, WI)を用いて精製した。プライマーの組み合わせは、VLMfeIrevとCL(G4S)1AflIIfor、VLMfeIrevとCL(G4S)2 AflIIforの2種類である。PCR反応条件は以下の通りである。得られたλ鎖遺伝子断片の模式図を図2に示す。
(1) Preparation of pV L C L (G 4 S) 1 SEAP-His6, pV L C L (G 4 S) 2 SEAP-His 6 First, pUCλ λ chain gene was amplified by PCR reaction, and Wizard SV Gel and Purification was performed using PCR Clean-Up System (Promega Co., Madison, Wis.). There are two types of primer combinations, V L MfeIrev and C L (G 4 S) 1 AflIIfor, and V L MfeIrev and C L (G 4 S) 2 AflIIfor. PCR reaction conditions are as follows. A schematic view of the obtained λ chain gene fragment is shown in FIG.
反応液組成
pUCλ(90 μg/ml) 1 μl
プライマー(CL(G4S)1AflIIforもしくはCL(G4S)2 AflIIfor)(50 μM) 1 μl
プライマー(VLMfeIrev)(50 μM) 1 μl
10x ExTaq buffer (Mg2+ 20 mM) (Takara bio Inc., 大津) 10 μl
dNTP Mixture (2.5 mM each) (Takara bio Inc.) 8 μl
5 U/μl ExTaq DNA polymerase (Takara bio Inc.) 1 μl
milliQ 水 78 μl
Reaction solution composition
pUCλ (90 μg / ml) 1 μl
Primer (C L (G 4 S) 1 AflIIfor or C L (G 4 S) 2 AflIIfor) (50 μM) 1 μl
Primer (V L MfeIrev) (50 μM) 1 μl
10x ExTaq buffer (Mg 2+ 20 mM) (Takara bio Inc., Otsu) 10 μl
dNTP Mixture (2.5 mM each) (Takara bio Inc.) 8 μl
5 U / μl ExTaq DNA polymerase (Takara bio Inc.) 1 μl
milliQ water 78 μl
反応サイクル
1、96℃ 2 min
2、94℃ 1 min
3、55℃ 1 min
4、72℃ 1 min
(2から4を30回)
5、72℃ 5 min
6、16℃ ∞
Reaction cycle
1, 96 ℃ 2 min
2, 94 ℃ 1 min
3, 55 ℃ 1 min
4, 72 ℃ 1 min
(2 to 4 30 times)
5, 72 ℃ 5 min
6, 16 ℃ ∞
2つのλ鎖遺伝子断片は、それぞれ、TAクローニングキット(Invitrogen Co., Carlsbad, CA)を用いたライゲーション反応により、TAクローニングベクターに挿入された。14℃、16時間のライゲーション反応の後、1μlの反応液を100 μlの大腸菌XL10-Goldコンピテントセルに氷上で加えて20分間静置し、その後42℃のヒートブロックに45秒置いて、ヒートショックを加えた。再び氷上で2分間静置した後、SOC培地200μlを加え30分37℃キュアリングし、LBAプレートに塗布して37℃で一晩培養した。生じたコロニーを4 mlのLBAに植菌し、37℃で一晩振とう培養を行った。遠心分離によって集菌した大腸菌からQIAquick miniprep kit (Qiagen, Hilden, Germany)にてプラスミドDNAを抽出し、Beckman Coulter社のプロトコールに従ってシーケンス決定を行った。 Each of the two λ chain gene fragments was inserted into a TA cloning vector by a ligation reaction using a TA cloning kit (Invitrogen Co., Carlsbad, Calif.). After a ligation reaction at 14 ° C for 16 hours, add 1 μl of the reaction solution to 100 μl of E. coli XL10-Gold competent cell on ice and let stand for 20 minutes, then place it in a 42 ° C heat block for 45 seconds to heat. I was shocked. After leaving still on ice for 2 minutes, 200 μl of SOC medium was added and cured at 37 ° C. for 30 minutes, applied to an LBA plate, and cultured at 37 ° C. overnight. The resulting colonies were inoculated into 4 ml of LBA and cultured with shaking at 37 ° C. overnight. Plasmid DNA was extracted from E. coli collected by centrifugation with QIAquick miniprep kit (Qiagen, Hilden, Germany), and sequenced according to the protocol of Beckman Coulter.
λ鎖遺伝子断片が挿入された2つ種類のTAクローニングベクターは、1μl AflII制限酵素液(New England BioLabs, Inc., Ipswich, MA)と1μl MfeI制限酵素液(New England BioLabs, Inc.)、5μl 10x BSA溶液、5μl 10x NEB 4バッファー(New England BioLabs, Inc.)を添加し、37℃で一晩静置した。制限酵素処理によって切断されたλ鎖遺伝子断片は、1.5%アガロースゲル(TAEバッファー)で電気泳動した後、400 bpもしくは800 bp付近のバンドを切り出して、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega Co.)を用いて抽出し、50μlのmilliQ水に溶解した。pSEAP-Hisベクターについても、同様に制限酵素処理を行った後に、1.5%アガロースゲル(Agarose S、NIPPON GENE CO., LTD., 富山)で電気泳動(TAEバッファー)した後、5.3kbp付近のバンドを切り出して、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega Co.)を用いて抽出し、50μlのmilliQ水に溶解した。 Two TA cloning vectors into which the λ chain gene fragment has been inserted are 1 μl AflII restriction enzyme solution (New England BioLabs, Inc., Ipswich, Mass.), 1 μl MfeI restriction enzyme solution (New England BioLabs, Inc.), 5 μl A 10x BSA solution and 5 μl 10x NEB 4 buffer (New England BioLabs, Inc.) were added and allowed to stand overnight at 37 ° C. The λ chain gene fragment cleaved by restriction enzyme treatment was electrophoresed on a 1.5% agarose gel (TAE buffer), and then a band around 400 bp or 800 bp was excised, and the Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega Co.) and dissolved in 50 μl of milliQ water. The pSEAP-His vector was similarly treated with restriction enzyme, and then electrophoresed (TAE buffer) on 1.5% agarose gel (Agarose S, NIPPON GENE CO., LTD., Toyama). Was extracted using Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega Co.) and dissolved in 50 μl of milliQ water.
制限酵素処理されたλ鎖遺伝子断片とpSEAP-Hisをそれぞれ2μl混合し、そこに4μl Ligation High Ver2(TOYOBO CO., LTD., 大阪)を添加して、16℃にて30分反応させた。Ligaseを完全に失活させるために等量のPCIAと混合した後、DNAを含む上清(74μl)を回収し、7.4 μlの3 M酢酸ナトリウムと148μlのエタノールを加えて、-80℃で20分静置、11,600 g 4℃ 20分の遠心分離の後、得られた沈殿を70% エタノールで洗浄し、乾燥後20μlのmilliQ水に懸濁した。続いて、100μlのDH5αコンピテントセルに対して4μlのライゲーション反応液を加え、上記と同様にライゲーション産物を細胞内に導入した後、直ちにSOC 900μlを添加し、37℃にて30分間インキュベーションを行った。その後LBAプレートに塗布し、一晩37℃で培養して得られたコロニーを4 mlのLBAで一晩培養し、遠心分離によって集菌した大腸菌からQIAquick miniprep kit(Qiagen)にてプラスミドDNAを抽出し、Beckman Coulter社のプロトコールに従ってシーケンス決定を行い、pVLCL(G4S)1SEAP-His6及びpVLCL(G4S)2SEAP-His6が設計通りの遺伝子構造(図2)を有することを確認した。 2 μl each of the λ chain gene fragment treated with restriction enzyme and pSEAP-His were mixed, 4 μl Ligation High Ver2 (TOYOBO CO., LTD., Osaka) was added thereto, and reacted at 16 ° C. for 30 minutes. After mixing with an equal volume of PCIA to completely inactivate the ligase, collect the supernatant (74 μl) containing DNA, add 7.4 μl 3 M sodium acetate and 148 μl ethanol, and add 20 ml at −80 ° C. After standing still and centrifuging at 11,600 g at 4 ° C. for 20 minutes, the resulting precipitate was washed with 70% ethanol, dried and suspended in 20 μl of milliQ water. Subsequently, 4 μl of ligation reaction solution was added to 100 μl of DH5α competent cell, and the ligation product was introduced into the cells in the same manner as described above, and then immediately 900 μl of SOC was added and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. It was. After that, colonies obtained by applying to LBA plates and culturing overnight at 37 ° C were cultured overnight in 4 ml of LBA, and plasmid DNA was extracted from E. coli collected by centrifugation using QIAquick miniprep kit (Qiagen). Then, sequencing was performed according to the protocol of Beckman Coulter, and the gene structure of pV L C L (G 4 S) 1 SEAP-His6 and pV L C L (G 4 S) 2 SEAP-His 6 was designed (FIG. 2). It was confirmed to have
(2)COS-1細胞での融合タンパクの発現
作製したλ鎖-SEAP融合蛋白質発現ベクターpVLCL(G4S)1SEAP-His6及びpVLCL(G4S)2SEAP-His6を、それぞれ抗NP抗体重鎖をコードするpSV-Vμ1とともにCOS-1細胞にトランスフェクションした。トランスフェクションは、Transfection(BIO-RAD Laboratories, Inc., Hercules, CA)を用いてプロトコールに従って行った。ネガティブコントロールとしてベクターなし、ポジティブコントロールとしてpVLCL(G4S)1SEAP-His6及びpVLCL(G4S)2SEAP-His6の代わりに、pscFv-SEAP(化学工学会第72年会研究発表講演要旨集(2007)J204「真核細胞アルカリフォスファターゼを用いた抗体融合蛋白質の発現とその解析」)を添加して、同様のトランスフェクション操作を行った。
(2) Expression of fusion protein in COS-1 cells λ chain-SEAP fusion protein expression vectors pV L C L (G 4 S) 1 SEAP-His6 and pV L C L (G 4 S) 2 SEAP-His6 Were transfected into COS-1 cells with pSV-Vμ1, each encoding an anti-NP antibody heavy chain. Transfection was performed according to the protocol using Transfection (BIO-RAD Laboratories, Inc., Hercules, CA). No vector as negative control, pscFv-SEAP (72nd year of Chemical Engineering Society) instead of pV L C L (G 4 S) 1 SEAP-His6 and pV L C L (G 4 S) 2 SEAP-His6 as positive control The same transfection procedure was carried out with the addition of J204 “Abstract and Analysis of Antibody Fusion Proteins Using Eukaryotic Alkaline Phosphatase” (2007) J204.
トランスフェクションされたCOS-1細胞は、10%牛胎児血清(Invitrogen Co.)及び、100 units/mlのペニシリン、100μg/mlのストレプトマイシン(GIBCO)を含むD-MEM培地(SIGMA-Aldrich Co., St. Louis, MO)10 mlを100 mm IWAKIディッシュ(AGCテクノグラス、千葉)に入れ、37℃、5%CO2の条件で培養した。トランスフェクション後、72〜168時間後の培養上清を回収して解析を行った。 Transfected COS-1 cells were cultured in D-MEM medium (SIGMA-Aldrich Co., containing 10% fetal bovine serum (Invitrogen Co.) and 100 units / ml penicillin, 100 μg / ml streptomycin (GIBCO). 10 ml of St. Louis, MO) was placed in a 100 mm IWAKI dish (AGC Techno Glass, Chiba) and cultured under conditions of 37 ° C. and 5% CO 2 . After transfection, the culture supernatant 72 to 168 hours later was collected and analyzed.
(3)培養上清のSEAP活性測定
λ鎖-SEAP融合蛋白質もしくは、SEAP標識抗体の発現を確認するために、トランスフェクションされたCOS-1の培養上清のアルカリフォスファターゼ活性測定を行った。培養上清は、COS-1細胞由来のアルカリフォスファターゼを65℃で30分加熱処理により熱失活させた後に、Costar 96 well白色プレート(Corning Inc. Corning, NY)に培地を10μl分注した後に、発光基質CDP-star溶液(Tropix Inc., Bedford, MA)0.9μl、10×Buffer 9μl、milliQ水80μlを添加した。その後、遮光して室温で30分間インキュベートし、Luminescencer-JNR(ATTO Co., 東京)を用いて発光測定を行った。
(3) Measurement of SEAP activity of culture supernatant In order to confirm the expression of the λ chain-SEAP fusion protein or the SEAP-labeled antibody, the alkaline phosphatase activity of the transfected culture supernatant of COS-1 was measured. The culture supernatant was prepared by inactivating COS-1 cell-derived alkaline phosphatase by heat treatment at 65 ° C. for 30 minutes, and then dispensing 10 μl of the medium onto a Costar 96 well white plate (Corning Inc. Corning, NY). Then, 0.9 μl of luminescent substrate CDP-star solution (Tropix Inc., Bedford, Mass.), 9 μl of 10 × Buffer, and 80 μl of milliQ water were added. Thereafter, the mixture was incubated for 30 minutes at room temperature, protected from light, and luminescence was measured using Luminescencer-JNR (ATTO Co., Tokyo).
培養上清のSEAP活性測定の結果を図3に示す。65℃の熱失活処理を行ったとき、λ鎖-SEAP融合蛋白質発現ベクターをトランスフェクションしたすべての培養上清で残存アルカリフォスファターゼ活性が確認され、λ鎖-SEAP融合タンパクもしくは、SEAP標識抗体が分泌されていることが確認された。 The results of measuring the SEAP activity of the culture supernatant are shown in FIG. When the heat inactivation treatment at 65 ° C was performed, residual alkaline phosphatase activity was confirmed in all culture supernatants transfected with the λ chain-SEAP fusion protein expression vector, and λ chain-SEAP fusion protein or SEAP-labeled antibody was It was confirmed that it was secreted.
(4)Western-Blotによる融合タンパクの確認
培養上清に含まれるSEAP標識抗体を回収するために、培養上清1mlに10μlのGoat anti-Mouse IgM Agarose (SIGMA-Aldrich Co.)を加えて、室温にてローテーターを用いて30分攪拌し、遠心分離によってアガロースビースを回収した。SEAP標識抗体が結合したアガロースビースは、2×SDS-PAGE用loadingバッファー)20μlで懸濁し、95℃で5分間加熱処理した。遠心分離によって得た上清10μlを回収し、2-メルカプトエタノール1μlを加えて、さらに95℃5分間加熱処理した。これを全量12%ポリアクリルアミドゲルにアプライし、10 mAで30分、20 mAで90分泳動した。泳動後、ポリアクリルアミドゲルから蛋白質をメンブレンTrans-Blot Transfer Medium(BIO-RAD Laboratories, Inc.)に2.5 mA/cm2で30分間転写した。転写されたメンブレンをイムノブロックに浸し、4℃で一晩ブロッキングを行った。ブロッキング後メンブレンをTBSTで15分間3回振とう洗浄し、Can Get Signal Sol.1(TOYOBO CO., LTD.)で5000倍希釈した1次抗体、Goat anti-Mouse λ-Light-Chain(BETHYL laboratories, Inc., Montgomery, TX)に浸して室温1時間振とうした。さらにTBSTで15分間3回の振とう洗浄を行った後、2次抗体としてCan Get Signal Sol.2(TOYOBO., LTD.)で10000倍希釈したRabbit anti-Goat IgG(H+L):HRP Conjugate溶液(DPRA Inc., Manhattan, KS)を加えて室温1時間振とうした。最後にTBSTで15分間3回の振とう洗浄を行った後、SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate(Thermo Fisher Scientific Inc. Rockford, IL)を1μlかけてLAS-4000(FUJIFILM Co.、東京)で撮影した。その結果、λ鎖-SEAP融合蛋白質をコードするベクターをトランスフェクションしたCOS-1培養上清サンプルからは、λ鎖-SEAP融合蛋白質の理論分子量付近にバンドが確認できた(図4)。Western-Blottingに用いたサンプルは、Goat anti-Mouse IgM AgaroseによってIgM重鎖を回収したものであるが、その中にλ鎖-SEAP融合蛋白質が確認されたという今回の結果は、λ鎖-SEAP融合蛋白質と重鎖は結合して分泌されていることを示している。
(4) Confirmation of fusion protein by Western-Blot In order to recover SEAP-labeled antibody contained in the culture supernatant, 10 μl of Goat anti-Mouse IgM Agarose (SIGMA-Aldrich Co.) was added to 1 ml of the culture supernatant. The mixture was stirred at room temperature using a rotator for 30 minutes, and agarose beads were collected by centrifugation. The agarose beads bound with the SEAP-labeled antibody were suspended in 20 μl of 2 × SDS-PAGE loading buffer) and heat-treated at 95 ° C. for 5 minutes. 10 μl of the supernatant obtained by centrifugation was collected, 1 μl of 2-mercaptoethanol was added, and the mixture was further heated at 95 ° C. for 5 minutes. This was applied to a total amount of 12% polyacrylamide gel and run at 10 mA for 30 minutes and at 20 mA for 90 minutes. After electrophoresis, the protein was transferred from a polyacrylamide gel to a membrane Trans-Blot Transfer Medium (BIO-RAD Laboratories, Inc.) at 2.5 mA / cm 2 for 30 minutes. The transferred membrane was immersed in an immunoblock and blocked overnight at 4 ° C. After blocking, the membrane was washed with TBST by shaking 3 times for 15 minutes, and the primary antibody Goat anti-Mouse λ-Light-Chain (BETHYL laboratories) diluted 5000 times with Can Get Signal Sol.1 (TOYOBO CO., LTD.) , Inc., Montgomery, TX) and shaken at room temperature for 1 hour. After washing 3 times with TBST for 15 minutes, Rabbit anti-Goat IgG (H + L): HRP diluted 10,000 times with Can Get Signal Sol.2 (TOYOBO., LTD.) As a secondary antibody Conjugate solution (DPRA Inc., Manhattan, KS) was added and shaken for 1 hour at room temperature. Finally, after washing with TBST three times for 15 minutes, 1 μl of SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate (Thermo Fisher Scientific Inc. Rockford, IL) was photographed with LAS-4000 (FUJIFILM Co., Tokyo). As a result, a band near the theoretical molecular weight of the λ chain-SEAP fusion protein was confirmed from the COS-1 culture supernatant sample transfected with the vector encoding the λ chain-SEAP fusion protein (FIG. 4). The sample used for Western-Blotting is a collection of IgM heavy chain by Goat anti-Mouse IgM Agarose, but this time the result that λ chain-SEAP fusion protein was confirmed was It indicates that the fusion protein and the heavy chain are bound and secreted.
またIgM重鎖は、上と同じ方法で転写した別のメンブレンにCan Get Signal Sol.2で10000倍希釈したGoat anti-Mouse IgM:HRP Conjugate(DPRA Inc., Manhattan, KS)を添加して、同様にWestern-Blottingイメージを撮影することで確認できた。 In addition, IgM heavy chain was added Goat anti-Mouse IgM: HRP Conjugate (DPRA Inc., Manhattan, KS) diluted 10,000 times with Can Get Signal Sol.2 to another membrane transcribed by the same method as above, Similarly, it was confirmed by taking a Western-Blotting image.
(5)ELISA
SEAP標識抗体(λ鎖-SEAP融合蛋白質と重鎖の会合体)の抗原結合能を確認するために、NP-BSA又はBSAを固定化したCostar 96 well白色プレートを用いてELISAを行った。抗原固定化は、NP-BSA又はBSA溶液(1μg/ml)を各wellあたり100μl分注し、4℃で一晩インキュベートすることで行った。その後、イムノブロック(DSファーマバイオメディカル、大阪)をPBSで5倍希釈したものを200μl分注し、室温で2時間または4℃で一晩ブロッキングを行った。その後0.1% Tween20を含むPBS(PBST)で4回洗浄し、SEAP標識抗体を含む溶液(培養上清をPBSで2倍希釈し、イムノブロックを終濃度5%になるように添加)を加えて、室温で1時間静置して反応させて行った。PBSTで3回洗浄した後、1x CDP Buffer(Tropix Inc.)でウェルを洗浄した後、0.9μl CDP-star溶液、9μl 10×Buffer、80μl milliQ水を含む反応溶液を添加した。その後、遮光して室温で30分間インキュベートし、Luminescencer-JNRを用いて発光測定を行った。その結果、図5に示すように、バックグランドであるBSA固定化ウェルよりも、NP-BSA固定化wellにおいて有意に強いシグナルが得られ、SEAP標識抗体の免疫測定法への実用性が実証された。
(5) ELISA
In order to confirm the antigen binding ability of the SEAP-labeled antibody (association of λ chain-SEAP fusion protein and heavy chain), ELISA was performed using a Costar 96 well white plate on which NP-BSA or BSA was immobilized. Antigen immobilization was performed by dispensing 100 μl of NP-BSA or BSA solution (1 μg / ml) per well and incubating overnight at 4 ° C. Thereafter, 200 μl of immunoblock (DS Pharma Biomedical, Osaka) diluted 5-fold with PBS was dispensed, and blocking was performed for 2 hours at room temperature or overnight at 4 ° C. Then, it was washed 4 times with PBS containing 0.1% Tween20 (PBST), and a solution containing SEAP-labeled antibody (diluted culture supernatant twice with PBS and added immunoblock to a final concentration of 5%) was added. The reaction was allowed to stand at room temperature for 1 hour. After washing 3 times with PBST, the wells were washed with 1 × CDP Buffer (Tropix Inc.), and then a reaction solution containing 0.9 μl CDP-star solution, 9 μl 10 × Buffer, 80 μl milliQ water was added. Thereafter, the mixture was incubated for 30 minutes at room temperature, protected from light, and luminescence was measured using Luminescencer-JNR. As a result, as shown in FIG. 5, a significantly stronger signal was obtained in the NP-BSA-immobilized well than the background BSA-immobilized well, and the practicality of the SEAP-labeled antibody for immunoassay was demonstrated. It was.
実施例2
実験概要
抗NP抗体重鎖を発現するCOS-1細胞に、λ鎖のCLとヒト胎盤アルカリフォスファターゼ(SEAP)の融合蛋白質(CL-SEAP融合蛋白質)を発現するpCL(G4S)1SEAP-His6もしくはpCL(G4S)2SEAP-His6を導入することで、CL-SEAP融合蛋白質が重鎖と会合したSEAP標識重鎖が分泌され(図6)、培養上清と抗NP抗体λ鎖を用いてオープンサンドイッチELISAが可能であることを実証した。
Example 2
Outline of Experiment pC L (G 4 S) 1 SEAP expressing fusion protein of CL of λ chain and human placental alkaline phosphatase (SEAP) (CL-SEAP fusion protein) in COS-1 cells expressing heavy chain of anti-NP antibody -His6 or pC L (G 4 S) 2 SEAP-His6 introduces a secreted SEAP-labeled heavy chain in which the CL-SEAP fusion protein is associated with the heavy chain (Fig. 6). Culture supernatant and anti-NP antibody It was demonstrated that an open sandwich ELISA was possible using the λ chain.
(1)pCL(G4S)1SEAP-His6、pCL(G4S)2SEAP-His6の作製
まず、pUCλのCL遺伝子をPCR反応によって増幅し、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega Co.)を用いて精製した。プライマーの組み合わせは、CLMfeIrevとCL(G4S)1AflIIfor、CLMfeIrevとCL(G4S)2 AflIIforの2種類である。PCR反応条件は以下の通りである。得られたλ鎖遺伝子断片の模式図を図7に示す。
(1) Preparation of pC L (G 4 S) 1 SEAP-His6 and pC L (G 4 S) 2 SEAP-His 6 First, the CL gene of pUCλ was amplified by PCR reaction, and Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega Co.). There are two types of primer combinations: C L MfeIrev and C L (G 4 S) 1 AflIIfor, C L MfeIrev and C L (G 4 S) 2 AflIIfor. PCR reaction conditions are as follows. A schematic diagram of the obtained λ chain gene fragment is shown in FIG.
反応液組成
pUCλ(90 μg/ml) 1 μl
プライマー(CL(G4S)1AflIIforもしくはCL(G4S)2 AflIIfor)(50 μM) 1 μl
プライマー(CLMfeIrev)(50 μM) 1 μl
10x ExTaq buffer (Mg2+ 20 mM) (Takara bio Inc.) 10 μl
dNTP Mixture (2.5 mM each) (Takara bio Inc.) 8 μl
5 U/μl ExTaq DNA polymerase (Takara bio Inc.) 1 μl
milliQ 水 78 μl
Reaction solution composition
pUCλ (90 μg / ml) 1 μl
Primer (C L (G 4 S) 1 AflIIfor or C L (G 4 S) 2 AflIIfor) (50 μM) 1 μl
Primer (C L MfeIrev) (50 μM) 1 μl
10x ExTaq buffer (Mg 2+ 20 mM) (Takara bio Inc.) 10 μl
dNTP Mixture (2.5 mM each) (Takara bio Inc.) 8 μl
5 U / μl ExTaq DNA polymerase (Takara bio Inc.) 1 μl
milliQ water 78 μl
反応サイクル
1、96℃ 2 min
2、94℃ 1 min
3、55℃ 1 min
4、72℃ 1 min
(2から4を30回)
5、72℃ 5 min
6、16℃ ∞
Reaction cycle
1, 96 ℃ 2 min
2, 94 ℃ 1 min
3, 55 ℃ 1 min
4, 72 ℃ 1 min
(2 to 4 30 times)
5, 72 ℃ 5 min
6, 16 ℃ ∞
2つのλ鎖遺伝子断片は、それぞれ上記と同様に、TAクローニングキットを用いてサブクローニングを行い、シーケンス決定を行った。 The two λ chain gene fragments were subcloned using the TA cloning kit and sequenced in the same manner as described above.
CL遺伝子断片が挿入された2つ種類のTAクローニングベクターは、上記と同様にAflIIとMfeIによって切断し、同じく制限酵素処理を行ったpSEAP-Hisベクターとの間でライゲーション反応を行い、pCL(G4S)1SEAP-His6及びpCL(G4S)2SEAP-His6を得た(図7)。 The two types of TA cloning vectors into which the CL gene fragment was inserted were cleaved with AflII and MfeI in the same manner as described above, and ligated with the pSEAP-His vector that had been treated with the same restriction enzyme, and pC L ( G 4 S) 1 SEAP-His6 and pC L (G 4 S) 2 SEAP-His 6 were obtained (FIG. 7).
(2)COS-1細胞での融合タンパクの発現
作製したCL-SEAP融合蛋白質発現ベクターpCL(G4S)1SEAP-His6及びpCL(G4S)2SEAP-His6を、それぞれ抗NP抗体重鎖をコードするpSV-Vμ1とともにCOS-1細胞にトランスフェクションし、上記と同様に培養後、培養上清を得た。
(2) Expression of fusion protein in COS-1 cells The prepared CL-SEAP fusion protein expression vectors pC L (G 4 S) 1 SEAP-His6 and pC L (G 4 S) 2 SEAP-His 6 COS-1 cells were transfected with pSV-Vμ1 encoding the antibody heavy chain, and after culture in the same manner as described above, a culture supernatant was obtained.
(3)培養上清のSEAP活性測定
CL-SEAP融合蛋白質もしくは、SEAP標識重鎖(CL-SEAP融合蛋白質と重鎖の会合体)の発現を確認するために、トランスフェクションされたCOS-1の培養上清のアルカリフォスファターゼ活性測定を上記と同様に行った。
培養上清のSEAP活性測定の結果を図8に示す。CL-SEAP融合蛋白質発現ベクターをトランスフェクションした培養上清において、熱処理後の残存アルカリフォスファターゼ活性が確認され、CL-SEAP融合タンパクもしくは、SEAP標識抗体が分泌されていることが確認された。
(3) Measurement of SEAP activity of culture supernatant
In order to confirm the expression of CL-SEAP fusion protein or SEAP-labeled heavy chain (aggregate of CL-SEAP fusion protein and heavy chain), measurement of alkaline phosphatase activity in the culture supernatant of transfected COS-1 was performed as described above. As well.
The results of measuring the SEAP activity of the culture supernatant are shown in FIG. In the culture supernatant transfected with the CL-SEAP fusion protein expression vector, residual alkaline phosphatase activity after heat treatment was confirmed, and it was confirmed that the CL-SEAP fusion protein or SEAP-labeled antibody was secreted.
(4)Western Blotによる融合タンパクの確認
上記と同様に、Goat anti-Mouse IgM Agarose用いて培養上清に含まれるSEAP標識重鎖を回収し、ウエスタンブロッティングを行った。その結果、CL-SEAP融合蛋白質をコードするベクターをトランスフェクションしたCOS-1培養上清サンプルからは、理論分子量付近にバンドが確認でき、CL-SEAP融合蛋白質と重鎖は結合して分泌されていることが示された(図4)。
(4) Confirmation of fusion protein by Western Blot As described above, SEAP-labeled heavy chain contained in the culture supernatant was collected using Goat anti-Mouse IgM Agarose, and Western blotting was performed. As a result, a band around the theoretical molecular weight was confirmed from the COS-1 culture supernatant sample transfected with the vector encoding the CL-SEAP fusion protein, and the CL-SEAP fusion protein and heavy chain were bound and secreted. (FIG. 4).
(5)オープンサンドイッチELISA
SEAP標識重鎖を用いてオープンサンドイッチELISAが可能であることを確認するために、NP-BSA又はBSAを固定化したCostar 96 well白色プレートに、培養上清と抗NP抗体λ鎖を添加し、固定相に形成されたNP-BSAとSEAP標識重鎖、抗NP抗体λ鎖からなる三者複合体を見積もった。抗原固定化とブロッキングは上記と同様に行い、SEAP標識重鎖を含む溶液(培養上清をPBSで2倍希釈し、イムノブロックを終濃度5%になるように添加)とJ558Lから精製した抗NP抗体λ鎖を加えて、室温で1時間静置して反応させて行った。PBSTで3回洗浄した後、1x CDP Bufferでウェルを洗浄した後、0.9μl CDP-star溶液、9μl 10×Buffer、80μl milliQ水を含む反応溶液を添加した。その後、遮光して室温で30分間インキュベートし、Luminescencer-JNRを用いて発光測定を行った。その結果、図9に示すように、バックグランドであるBSA固定化ウェルよりも、NP-BSA固定化wellにおいて有意に強いシグナルが得られ、SEAP標識重鎖のオープンサンドイッチELISAへの実用性が実証された。
(5) Open sandwich ELISA
To confirm that an open sandwich ELISA using SEAP-labeled heavy chain is possible, add culture supernatant and anti-NP antibody λ chain to Costar 96 well white plate immobilized with NP-BSA or BSA, A tripartite complex consisting of NP-BSA, SEAP-labeled heavy chain and anti-NP antibody λ chain formed in the stationary phase was estimated. Antigen immobilization and blocking were carried out in the same manner as above, and a solution containing SEAP-labeled heavy chain (culture supernatant was diluted 2-fold with PBS and immunoblock was added to a final concentration of 5%) and anti-antigen purified from J558L. NP antibody λ chain was added and allowed to react at room temperature for 1 hour. After washing 3 times with PBST, the wells were washed with 1 × CDP Buffer, and then a reaction solution containing 0.9 μl CDP-star solution, 9 μl 10 × Buffer, 80 μl milliQ water was added. Thereafter, the mixture was incubated for 30 minutes at room temperature, protected from light, and luminescence was measured using Luminescencer-JNR. As a result, as shown in FIG. 9, a significantly stronger signal was obtained in the NP-BSA-immobilized well than in the background BSA-immobilized well, and the practicality of the SEAP-labeled heavy chain for the open sandwich ELISA was demonstrated. It was done.
Claims (2)
(iii)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン2本とから構成される融合蛋白質、又は
(iv)抗体重鎖2本と、C末端側に蛋白質を有する抗体軽鎖定常領域ドメイン1本及び抗体軽鎖1本とから構成される融合蛋白質と、
(B)抗体軽鎖とを、
抗原の存在下で接触させて、融合蛋白質と抗体軽鎖との相互作用を検出することを含む、免疫測定方法。 (A) A gene encoding a light chain or a light chain constant region domain of an antibody and a gene encoding a protein selected from alkaline phosphatase, β-galactosidase, luciferase, or peroxidase, An expression vector having a normal domain domain and the protein fused so as to be expressed can be expressed in a cell expressing the heavy chain gene of the antibody and the light chain gene of the antibody, or the heavy chain gene of the antibody. Produced by introducing into a cell to express it,
(iii) a fusion protein comprising two antibody heavy chains and two antibody light chain constant region domains having a protein on the C-terminal side, or
(iv) a fusion protein comprising two antibody heavy chains, one antibody light chain constant region domain having a protein on the C-terminal side and one antibody light chain;
(B) an antibody light chain,
A method for immunoassay comprising detecting the interaction between the fusion protein and the antibody light chain by contacting in the presence of an antigen.
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