JP2024056971A - APP669-xのN末端を特異的に認識する抗体、及び免疫測定法 - Google Patents

APP669-xのN末端を特異的に認識する抗体、及び免疫測定法 Download PDF

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Abstract

【課題】アミロイドβ(Aβ)に関連するペプチドAPP669-711を含む、N末端がAPP669から始まるペプチド(総称として、これをAPP669-xと呼ぶ)を認識する抗体を提供する。さらに、その抗体を用いてAPP669-xを測定する方法を提供する。分析対象ポリペプチドを高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法を提供する。
【解決手段】APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体。APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体を用いて、試料中のAPP669-xと前記APP669-x N末端認識モノクローナル抗体とを反応させて、APP669-xを測定することを含む、免疫測定法。
【選択図】図5

Description

本発明は、アルツハイマー病分野における免疫学的測定方法に関する。より詳細には、本発明は、アミロイドβ(Aβ)に関連するペプチドAPP669-711を含む、N末端がAPP669から始まるペプチド(総称として、これをAPP669-xと呼ぶ)を認識する抗体、及び、その抗体を用いてAPP669-xを測定する方法に関する。
また、本発明は、微量成分や感染微生物抗原等の臨床検査薬、生化学研究、及び免疫学研究等の分野に属し、特異的な免疫反応を利用したサンドイッチ型免疫測定法にも関する。より詳しくは、本発明は、試料中の微量ポリペプチドを検出及び定量するのに有用なサンドイッチ型免疫測定法にも関する。
アルツハイマー病(Alzheimer's disease; AD)は認知症の主な原因で、認知症全体の50-60%を占める。2001年で2400万人以上いた世界の認知症患者数は、2040年には8100万人に達すると推定される。アルツハイマー病の発症にはAβが深く関わっていると考えられている。Aβは、膜一回貫通タンパク質で770残基のアミノ酸から成るアミロイド前駆タンパク質(APP)がβセクレターゼとγセクレターゼによってタンパク質分解を受けることによって産生される。Aβの線維化を伴う凝集により老人斑が出現すると、これを引き金にして神経細胞内にタウタンパク質が凝集蓄積し、神経機能不全や神経細胞死が引き起こされる。この結果として、極度の認知能力の低下が起こると考えられている。Aβは主に40mer(Aβ1-40)と42mer(Aβ1-42)からなることが古くから知られており、脳脊髄液(CSF)へ移行することもわかっている。また、血液中へも移行する可能性も示唆されている。さらに近年では、Aβ1-40とAβ1-42とは長さの異なるAβ様のペプチドがCSF中にも存在することが知られている。
Aβについては、最近の研究で、本発明者らによって、Aβ関連ペプチド(Aβ様ペプチド)の一つであるAPP669-711とAβ1-42との比が血液バイオマーカーとして有望であることが報告されている(非特許文献1,特許文献1:国際公開WO2015/178398)。これらAβ及びAβ関連ペプチドは、免疫沈降法(IP)の後、質量分析(MALDI-TOF MS)を行うことにより定量されている。
さらに、本発明者らによって、特許文献2:国際公開WO2017/047529には、Aβ及びAβ関連ペプチド(Aβ様ペプチド)についての3つの比、Aβ1-39/Aβ1-42、Aβ1-40/Aβ1-42、及びAPP669-711/Aβ1-42からなる群より選ばれる2以上の比を数学的手法で組み合わせた数値が血液バイオマーカーとして有望であることが開示されている。これらAβ及びAβ関連ペプチドは、免疫沈降法(IP)の後、質量分析(MALDI-TOF MS)を行うことにより定量されている。
このように、本発明者らによって、質量分析(MALDI-TOF MS)を用いて、Aβ関連ペプチドの一つであるAPP669-711とAβ1-42との比が血液バイオマーカー候補として有望であることが発見された。そして、その比APP669-711/Aβ1-42と、Aβ1-40/Aβ1-42の比とを組み合わせたcomposite biomarkerは脳内アミロイド蓄積を高精度に推定できることを日本とオーストラリアの多検体で示し、信頼性と汎用性のあるバイオマーカーであることが、本発明者らによって報告されている(非特許文献2)。
APP669-711を含むAβ関連ペプチドなどのバイオマーカーの分析技術として、質量分析(MALDI-TOF MS)は有用である。一方、その他の分析技術として、サンドイッチELISAは、臨床検査法として広く一般的に使用されている測定法であり、かつ安価であることから、有用な分析技術となり得る。
現在、血漿中のAβ1-40やAβ1-42を分析可能なELISA Kitは、各メーカー(和光純薬、IBL等)から市販されている。
特許文献3:特開2005-170951号公報では、アミロイドβのN端部(Aβ1-16)を認識するモノクローナル抗体BAN-52aおよびBAN-50aや、アミロイドβのC端部を特異的に認識するモノクローナル抗体BA-27a、BS-85およびBC-05aが開示されており、Aβ1-40やAβ1-42に特異的なサンドイッチEIAが開示されている。
特許文献4:特開2014-208678号公報では、Aβ11-xを特異的に認識する抗体が開示され、Aβ11-40に対するサンドイッチELISAや、Aβ11-xに対するウェスタンブロットが開示されている。
しかし、APP669-xを免疫学的測定方法で分析する手段は知られていない。
免疫測定法とは、特異的な抗原抗体反応を利用して試料中の分析対象物質の濃度を測定する方法であり、微量成分を特異的に、かつ、精度よく測定できることから、臨床検査や生化学研究などで広く利用されている。
免疫測定法には、標識物質として酵素を利用する酵素免疫測定法(EIA)、放射性同位元素を利用する放射免疫測定法(RIA)、化学発光物質を利用する化学発光免疫測定法(CIA)、蛍光発光物質を利用する蛍光免疫測定法(FIA)、金属錯体を利用する電気化学発光免疫測定法(ECLIA)、ルシフェラーゼなどの生物発光物質を利用する生物発光免疫測定法(BLIA)、抗体に標識された核酸をPCRで増幅させて検出するイムノPCR、免疫複合体形成により発生する濁度を検出する免疫比濁法(TIA)、免疫複合体形成により凝集するラテックスを検出するラテックス凝集比濁法(LA)、セルロース膜上で反応させるイムノクロマト法などがある。
それら免疫測定法の中で、分析対象物質の異なるエピトープを認識する2つの抗体を用いて分析対象物質を挟み込む方法をサンドイッチ法と呼ぶ。例えば、サンドイッチELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)とはEIAの一つで、96ウェルプレート面に固相された捕捉抗体で分析対象物質を捕捉し、その分析対象物質にペルオキシダーゼやアルカリフォスファターゼなどの酵素で標識された検出抗体を反応させ、標識酵素の基質の発色を利用して分析対象物質の濃度を決定する方法である(例えば、特許文献5:特開平8-220098号公報)。ECLIAにおいても、分析対象物質に対して、ビオチン化された抗体と、電気化学的変化で発光するルテニウム(Ru)錯体を標識した抗体とを反応させるサンドイッチ法を利用している(例えば、特許文献6:特表2014-509735号公報)。このように、免疫測定法ではサンドイッチ法が広く利用されている。
特定のペプチド断片を特異的に定量する方法としてもサンドイッチ法は利用され、分析対象ペプチド断片をN末端認識抗体とC末端認識抗体で挟み込む方法でペプチド断片を特異的に測定している。例えば、アミロイド前駆タンパク質(Amyloid precursor protein; APP)からプロテアーゼによって切断されて生成されるAβについては、異なる断片のペプチドが生体内に存在している。それらの中でAβ1-42は、アルツハイマー病の脳脊髄液(CSF)バイオマーカーとして、ELISAなどの免疫測定法で定量されている(非特許文献3)。
特許文献7:特開2004-239885号公報には、免疫測定法の測定感度を改善する方法の一つとして、試料中から抽出しにくいタンパク質に対して、免疫測定法の前に高濃度のイオン性界面活性剤で試料を抽出する方法が報告されている。
国際公開WO2015/178398 国際公開WO2017/047529 特開2005-170951号公報 特開2014-208678号公報 特開平8-220098号公報 特表2014-509735号公報 特開2004-239885号公報
Kaneko N, Nakamura A, Washimi Y, Kato T, Sakurai T, Arahata Y, Bundo M, Takeda A, Niida S, Ito K, Toba K, Tanaka K, Yanagisawa K. : Novel plasma biomarker surrogating cerebral amyloid deposition. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2014; 90(9): 353-64. Nakamura A, Kaneko N, Villemagne VL, Kato T, Doecke J, Dore V, Fowler C, Li QX, Martins R, Rowe C, Tomita T, Matsuzaki K, Ishii K, Ishii K, Arahata Y, Iwamoto S, Ito K, Tanaka K, Masters CL, Yanagisawa K. : High performance plasma amyloid-β biomarkers for Alzheimer's disease. Nature. 2018; 554 (7691): 249-254. Blennow K. :Cerebrospinal Fluid Protein Biomarkers for Alzheimer’s Disease. The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics 2004 Apr;1(2):213-25. Murakami K, Masuda Y, Shirasawa T, Shimizu T, Irie K. : The turn formation at positions 22 and 23 in the 42-mer amyloid beta peptide: the emerging role in the pathogenesis of Alzheimer's disease. Geriatr Gerontol Int. 2010 Jul;10 Suppl 1:S169-79.
ペプチド特異的なサンドイッチELISAを構築するためには、N末端とC末端を特異的に認識する抗体が必要となる。APP669-711のC末端はAβ1-40(すなわち、APP672-711)のC末端と同じであり、APP669-711のC末端を特異的に認識する抗体は存在する。しかし、APP669-711のN末端を特異的に認識する抗体は存在しない。
APP669-xのN末端を認識する抗体が存在しないため、APP669-711を特異的に定量するサンドイッチELISAやAPP669-xを免疫学的測定方法で分析する手段がない。
そこで、本発明の目的は、アミロイドβ(Aβ)に関連するペプチドAPP669-711を含む、N末端がAPP669から始まるペプチド(総称として、これをAPP669-xと呼ぶ)を認識する抗体を提供することにある。さらに、本発明の目的は、その抗体を用いてAPP669-xを測定する方法を提供することにある。
試料中の分析対象ポリペプチドをサンドイッチ免疫測定法で特異的に定量するためには、分析対象ポリペプチドの2箇所の異なる部位(エピトープ)に対して、それぞれを認識する2つの抗体を同時に分析対象ポリペプチドへ結合させる、もしくは、どちらか一方の抗体を結合させた後に、もう一方の抗体を結合させる。つまり、分析対象ポリペプチドの2箇所の異なる部位(エピトープ)に2つの抗体が同時に結合し、分析対象ポリペプチドが2つの抗体によりサンドイッチされた状態とする必要がある。
ポリペプチドの一次構造としては2つの抗体が各々結合すべき2つの異なる認識部位(エピトープ)が互いに離れていても、ポリペプチドのコンフォメーションにより空間距離的に前記2つのエピトープが近い場合がある。分析対象ポリペプチドの前記2つのエピトープが空間距離的に近い場合には、前記2つの抗体が同時に結合することが難しくなり、サンドイッチ免疫測定法の感度が低下する要因となる。例えば、ペプチド断片であるAβを測定するサンドイッチ免疫測定法では、N認識抗体とC末認識抗体とでペプチド断片を挟み込むが、一次構造としては2つの抗体の認識部位(エピトープ)が互いに離れていても、空間距離的には2つのエピトープが近い(非特許文献4)。そのため、サンドイッチ免疫測定法の感度低下を引き起こす可能性がある。
本発明の目的は、分析対象ポリペプチドを高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法を提供することにある。とりわけ本発明の目的は、分析対象Aβ及びAβ関連ペプチドを高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、ポリペプチドのサンドイッチ型免疫測定用キットを提供することにある。
本発明者は、鋭意検討の結果、APP669-xのN末端を認識する抗体を作成するために、KLH(keyhole limpet hemocyanin)結合合成ペプチドVKMCをマウスへ免疫し、細胞融合とスクリーニングにより、APP669-xのN末端を認識する抗体を産生するハイブリドーマを取得した。この抗体を用いてAPP669-xを特異的に定量するサンドイッチELISA等の免疫測定法を構築した。これにより、APP669-xのELISAキットを構成することもできる。
本発明は、以下の発明を含む。
(1) APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体。
(2) APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体を用いて、試料中のAPP669-xと前記APP669-x N末端認識モノクローナル抗体とを反応させて、APP669-xを測定することを含む、免疫測定法。
(3) 前記免疫測定法が、サンドイッチ型免疫測定法、直接ELISA、間接ELISA、競合ELISA、ウェスタンブロット、免疫組織学的染色、フローサイトメトリー、免疫沈降、アフィニティークロマトグラフィー、及び免疫細胞染色からなる群から選ばれる、上記(2)に記載の免疫測定法。
(4) 前記サンドイッチ型免疫測定法において、前記APP669-x N末端認識モノクローナル抗体(第1の抗体)、及び、APP669-xの前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる一部、もしくは、APP669-xの断片のC末端を認識可能な抗Aβ抗体(第2の抗体)を用いる、上記(3)に記載の免疫測定法。
(5) 前記第2の抗体が、APP669-711のC末端を認識可能なモノクローナル抗体又はポリクローナル抗体である、上記(3)又は(4)に記載の免疫測定法。
(6) 前記サンドイッチ型免疫測定法が、酵素免疫測定法(EIA)、放射免疫測定法(RIA)、化学発光免疫測定法(CIA)、蛍光免疫測定法(FIA)、電気化学発光免疫測定法(ECLIA)、生物発光免疫測定法(BLIA)、イムノPCR、免疫比濁法(TIA)、及びラテックス凝集比濁法(LA)からなる群から選ばれる、上記(3)~(5)のうちのいずれかに記載の免疫測定法。
(7) 前記試料に、APP669-xに結合可能な抗原親和性物質を添加することを含む、上記(3)~(6)のうちのいずれかに記載の免疫測定法。
(8) 前記試料に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させるか、又は、
前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させている時に、反応系に前記抗原親和性物質を添加するか、又は、
前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか一方と反応させ、その後、反応系に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか他方と反応させる、上記(7)に記載の免疫測定法。
(9) 前記抗原親和性物質が、抗体、ペプチド、低分子化合物、及び核酸アプタマーからなる群から選ばれる、上記(7)又は(8)に記載の免疫測定法。
(10) 前記試料が、血液、脳脊髄液、尿、糞便、及び、体分泌液からなる群から選ばれる生体由来試料である、上記(2)~(9)のうちのいずれかに記載の免疫測定法。
(11) APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体(第1の抗体)、及び
APP669-711のC末端を認識可能なモノクローナル抗体又はポリクローナル抗体(第2の抗体)
を含む、APP669-711のサンドイッチ型免疫測定用キット。
(12) さらに、APP669-xに結合可能な抗原親和性物質を含む、上記(11)に記載のAPP669-711のサンドイッチ型免疫測定用キット。
また、本発明者は、鋭意検討の結果、分析対象ポリペプチドのコンフォメーションを変化させ、サンドイッチ免疫測定法で使用される2つの抗体が各々結合すべき2つのエピトープを空間距離的に互いに遠ざける処置を施すことにより、具体的には、分析対象ポリペプチドに親和性のある物質(抗原親和性物質)を該分析対象ポリペプチドに結合させてコンフォメーションを変化させることにより、分析対象ポリペプチドを高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法が得られることを見出した。それにより、本発明を完成するに至った。
本明細書において、ポリペプチドには、ペプチド、及びタンパク質が含まれる。前記タンパク質には、糖タンパク、リン酸化タンパク質などの翻訳後修飾されたタンパク質も含まれる。
本明細書において、アミロイド・βペプチドの略称として「Aβ」を用いる。すなわち、「Aβ」とは、Aβ1-40、及びAβ1-42を含んでいる。アミロイド前駆タンパク質(Amyloid precursor protein;APP)が切断されることにより生じる前記Aβ以外のペプチドをAβ関連ペプチド(又は、Aβ様ペプチド)と称することがある。アミロイド前駆タンパク質(Amyloid precursor protein;APP)が切断されることにより生じるAβ及びAβ関連ペプチド(又は、Aβ様ペプチド)を、「APP派生型ペプチド」と称することがある。
本発明は、以下の発明を含む。
(B-1) 試料中の標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位を持つ第1の抗体、及び前記標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位であって前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ第2の抗体を用いたポリペプチドのサンドイッチ型免疫測定法において、試料に標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質を添加することを含む、免疫測定法。
(B-2) 前記標的ポリペプチドを含む試料に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させるか、又は、
前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させている時に、反応系に前記抗原親和性物質を添加するか、又は、
前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか一方と反応させ、その後、反応系に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか他方と反応させる、上記(B-1)に記載の免疫測定法。
(B-3) 前記抗原親和性物質が、抗体、ペプチド、低分子化合物、及び核酸アプタマーからなる群から選ばれる、上記(B-1)又は(B-2)に記載の免疫測定法。
(B-4) 前記サンドイッチ型免疫測定法が、酵素免疫測定法(EIA)、放射免疫測定法(RIA)、化学発光免疫測定法(CIA)、蛍光免疫測定法(FIA)、電気化学発光免疫測定法(ECLIA)、生物発光免疫測定法(BLIA)、イムノPCR、免疫比濁法(TIA)、及びラテックス凝集比濁法(LA)からなる群から選ばれる、上記(B-1)~(B-3)のうちのいずれかに記載の免疫測定法。
(B-5) 前記第1の抗体が、前記標的ポリペプチドのN末端認識抗体であり、前記第2の抗体が、前記標的ポリペプチドのC末端認識抗体である、上記(B-1)~(B-4)のうちのいずれかに記載の免疫測定法。
(B-6) 前記抗原親和性物質が、前記標的ポリペプチドのN末端付近には作用せず、且つ、前記標的ポリペプチドのC末端付近には作用しないものである、上記(B-5)に記載の免疫測定法。
(B-7) 前記抗原親和性物質は、前記標的ポリペプチドのN末端から4残基部位からC末端から4残基部位までの中間部位に作用するものである、上記(B-5)又は(B-6)に記載の免疫測定法。
(B-8) 前記標的ポリペプチドが、Aβ及びAβ関連ペプチドからなる群から選ばれる、上記(B-1)~(B-7)のうちのいずれかに記載の免疫測定法。
(B-9) 前記試料が、血液、脳脊髄液、尿、糞便、及び、体分泌液からなる群から選ばれる生体由来試料である、上記(B-1)~(B-8)のうちのいずれかに記載の免疫測定法。
(B-10) 標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位を持つ第1の抗体、
前記標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位であって前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ第2の抗体、及び
前記標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質
を含む、ポリペプチドのサンドイッチ型免疫測定用キット。
本発明によれば、APP669-xのN末端を特異的に認識する抗体が提供される。該APP669-xのN末端を特異的に認識する抗体を用いて、APP669-xのサンドイッチ型免疫測定法、ELISA、ウェスタンブロット、免疫組織学的染色、フローサイトメトリー、免疫沈降、アフィニティークロマトグラフィー、免疫細胞染色などの免疫学的測定方法が提供される。
本発明によれば、好ましい態様として、APP669-711のサンドイッチELISA法が提供される。また、APP669-711のサンドイッチELISA法を実施するための試薬キットが提供される。APP669-711を含むAβ関連ペプチドなどのバイオマーカーの分析技術として、質量分析(MALDI-TOF MS)は有用であるが、サンドイッチELISAは、臨床検査法として広く一般的に使用されている測定法であり、かつ安価であることから、さらに有用な分析技術と言える。
本発明のサンドイッチ型免疫測定法において、試料に標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質を添加する。このことにより、標的ポリペプチドのコンフォメーションが変化させられ、サンドイッチ免疫測定法で使用される2つの抗体が各々結合すべき2つのエピトープが空間距離的に互いに遠ざけられる。そのため、2つの部位での抗原抗体反応がうまく行われ、標的ポリペプチドを高感度で検出及び定量できる。
特定のポリペプチドAβ(Aβ1-40、及びAβ1-42)や、Aβ関連ペプチド(例えば、Aβ1-39、APP669-711)は、生体内に存在しており、アルツハイマー病のバイオマーカーとして注目されていた。これらAβやAβ関連ペプチド、特にAβ関連ペプチドについて、高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法が望まれている。本発明によれば、これらAβやAβ関連ペプチド、特にAβ関連ペプチドについて、高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法が提供される。
図1は、実施例1-2において、APP669-x N末端特異的抗体クローン34-6Eを用いた直接ELISAの結果を示すグラフである。横軸は、ペプチド濃度(pmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。 図2は、実施例1-2において、APP669-x N末端特異的抗体クローン24-6Gを用いた直接ELISAの結果を示すグラフである。横軸は、ペプチド濃度(pmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。 図3は、実施例1-2において、APP669-x N末端特異的抗体クローン20-1Aを用いた直接ELISAの結果を示すグラフである。横軸は、ペプチド濃度(pmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。 図4は、実施例2-1において、3種類のAPP669-x N末端特異的抗体クローンを用いたAPP669-711 サンドイッチELISAの結果を示すグラフである。横軸は、APP669-711濃度(pmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。 図5は、実施例2-2において、APP669-x N末端特異的抗体クローン34-6Eを用いた場合の、APP669-711 サンドイッチELISAの特異性を示すグラフである。横軸は、ペプチド濃度(fmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。 図6は、実施例2-4において、APP669-711 サンドイッチELISAによるヒト血漿測定の結果を示すグラフである。横軸は、各血漿サンプルを表し、縦軸は、APP669-711濃度(fmol/mL)を表す。 図7は、実施例B1において、抗Aβ抗体4G8添加によるAPP669-711 ELISAの検量線を示すグラフである。横軸はAPP669-711の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。抗Aβ抗体4G8の濃度毎に検量線が示されている。 図8は、実施例B1において、抗Aβ抗体4G8添加によるAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。横軸は抗Aβ抗体4G8の濃度(ng/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。APP669-711の濃度毎に点を線で繋いでいる。 図9は、実施例B1において、抗Aβ抗体4G8添加時におけるAβ1-40に対するAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。横軸はAβ1-40の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。 図10は、実施例B2において、N末端認識抗体3クローンを用いたAPP669-711 ELISAにおける抗Aβ抗体4G8添加効果を示すグラフである。横軸は抗Aβ抗体4G8の濃度(ng/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。N末端認識抗体のクローン毎に点を線で繋いでいる。 図11は、実施例B2において、抗Aβ抗体4G8添加時におけるAβ1-40に対するAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。N末端認識抗体として、3クローンを各々用いた。横軸はAβ1-40の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。 図12は、実施例B3において、APP669-711 ELISAにおける抗Aβ抗体の4クローンの添加効果を示すグラフである。横軸は抗Aβ抗体の添加濃度(ng/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。抗Aβ抗体のクローン毎に点を線で繋いでいる。 図13は、実施例B3において、抗Aβ抗体添加時におけるAβ1-40に対するAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。抗Aβ抗体は4クローンを用いた。横軸はAβ1-40の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。 図14は、実施例B4において、Aβ1-40 ELISAにおける抗Aβ抗体4G8及び6E10の添加効果を示すグラフである。縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。サンプルとして、ELISA Kit内に含まれているstandardと、AnaSpec社のAβ1-40を用いた。
[1.APP669-x N末端認識モノクローナル抗体]
本発明のAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体は、APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するものである。
APP669-xのN末端を認識する抗体を作成するために、KLH結合合成ペプチドVKMC(配列番号5)をマウスへ免疫し、細胞融合とスクリーニングにより、APP669-xのN末端を認識する抗体を産生するハイブリドーマを取得した。より詳細な抗体作成は、実施例で述べられる。
この抗体は、APP669-xのN末端を認識する抗体であるので、APP669-711(配列番号3)を含むAPP669-xに属する種々のペプチドのN末端を特異的に認識することができる。そのため、このAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体を用いて、試料中のAPP669-xと前記APP669-x N末端認識モノクローナル抗体とを免疫反応させることができる。
[2.標的APP669-xペプチド]
アミロイド前駆タンパク質(APP)は、膜一回貫通タンパク質で770残基のアミノ酸から成る。アミロイド前駆タンパク質(APP)は、βセクレターゼとγセクレターゼによってタンパク質分解を受け、タンパク質分解によってアミロイド・ベータペプチド(Aβ)が産生される。APP672-711とAβ1-40とは同じペプチドを表す(配列番号1)。APP672-713とAβ1-42とは同じペプチドを表す(配列番号2)。APP669-711(配列番号3)は、APP669-xに属するものであり、ここで、xは、下限については669よりも大きく、例えば677よりも大きく、また、上限については、特に限定されることはなく、770またはそれよりも小さい。しかしながら、本発明の趣旨、すなわち、APP669-x N末端認識モノクローナル抗体が、APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識することができ、免疫反応させることができるということからすれば、xの上限値は特に限定されることはない。例示すれば、APP669-xペプチドには、APP669-711(配列番号3)、APP669-709、APP669-710、APP669-713などが挙げられる。
APP672-711(Aβ1-40)(配列番号1):
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV
APP672-713(Aβ1-42)(配列番号2):
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA
APP669-711(配列番号3):
VKMDAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV
[3.免疫測定法]
本発明の免疫測定法は、APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体を用いて、試料中のAPP669-xと前記APP669-x N末端認識モノクローナル抗体とを反応させて、APP669-xを測定することを含む。
前記免疫測定法としては、サンドイッチ型免疫測定法、直接ELISA、間接ELISA、競合ELISA、ウェスタンブロット、免疫組織学的染色、フローサイトメトリー、免疫沈降、アフィニティークロマトグラフィー、及び免疫細胞染色などの種々の免疫測定法が挙げられる。通常の方法により、本発明のAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体を用いて、免疫測定を行うことができる。
前記サンドイッチ型免疫測定法においては、前記APP669-x N末端認識モノクローナル抗体(第1の抗体)、及び、APP669-xの前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる一部、もしくは、APP669-xの断片のC末端を認識可能な抗Aβ抗体(第2の抗体)を用いることができる。
前記第2の抗体としては、APP669-xの断片のC末端を認識可能な抗Aβ抗体をを用いるとよい。測定対象ペプチドがAPP669-711の場合には、APP669-711のC末端を認識可能なモノクローナル抗体を用いる。Aβ1-40のC末端は、APP669-711のC末端と同じであり、このようなC末端を認識可能な抗体は市販されている。
前記サンドイッチ型免疫測定法としては、酵素免疫測定法(EIA)、放射免疫測定法(RIA)、化学発光免疫測定法(CIA)、蛍光免疫測定法(FIA)、電気化学発光免疫測定法(ECLIA)、生物発光免疫測定法(BLIA)、イムノPCR、免疫比濁法(TIA)、及びラテックス凝集比濁法(LA)等が挙げられる。
前記サンドイッチ型免疫測定法において、通常の手法に従い、前記APP669-xペプチドを含む試料に、前記第1の抗体及び前記第2の抗体を逐次又は同時に添加して、免疫反応させるとよい。
さらに、本発明において、前記APP669-xペプチドを含む試料に、APP669-xに結合可能な抗原親和性物質を添加することを行ってもよい。
この場合、前記試料に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させるか、又は、
前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させている時に、反応系に前記抗原親和性物質を添加するか、又は、
前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか一方と反応させ、その後、反応系に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記APP669-xペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか他方と反応させることができる。
試料に標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質を添加することにより、標的ポリペプチドのコンフォメーションが変化させられ、サンドイッチ免疫測定法で使用される2つの抗体が各々結合すべき2つのエピトープが空間距離的に互いに遠ざけられる。そのため、2つの部位での抗原抗体反応がうまく行われ、標的ポリペプチドをより高感度で検出及び定量できる。
前記抗原親和性物質は、標的ポリペプチドに親和性を有し結合可能な物質であればよく、抗体、ペプチド、低分子化合物、及び核酸アプタマー等が挙げられる。ここでの結合とは、静電相互作用、ファンデルワールス力、水素結合、疎水性相互作用、双極子相互作用、分散力などの分子間相互作用による結合が含まれる。標的ポリペプチドのコンフォメーションが変化させられ、サンドイッチ免疫測定法で使用される2つの抗体が各々結合すべき2つのエピトープが空間距離的に互いに遠ざけられるものであればよい。
前記抗原親和性物質としての抗体としては、前記第1の抗体及び前記第2の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ抗体を用いるとよい。
前記抗原親和性物質としてのペプチドとしては、2~12アミノ酸残基からなるペプチドを用いるとよく、例えば、Aβに結合するペプチドであれば、iAβ5(5アミノ酸)、D3(12アミノ酸)、NH2-D-Trp-Aib-OH(2アミノ酸)等が例示される。
前記抗原親和性物質としての低分子化合物としては、標的ポリペプチドに結合可能な低分子化合物を用いるとよく、例えば、創薬で使われているような、あるタンパク質に結合する低分子化合物が挙げられる。Aβに結合する低分子化合物であれば、Scyllo-inositol等が例示される。各種の阻害剤(例えば、StemoleculeTM 低分子化合物の各種)も挙げられる。
前記抗原親和性物質としての核酸アプタマーとしては、DNAアプタマー、RNAアプタマー等が挙げられる。
前記抗原親和性物質の添加量は、試料中の標的ポリペプチドの種類や量、及び抗原親和性物質の種類にもより、特に限定されることはなく、標的ポリペプチドに結合して該標的ポリペプチドのコンフォメーションを変化させられる量とすればよい。例えば、前記抗原親和性物質の添加量は、標的ポリペプチドを含んでいる試料中の濃度として、0.1ng/mL~100000ng/mL程度、好ましくは0.1ng/mL~10000ng/mL程度、より好ましくは0.1ng/mL~3000ng/mL程度とするとよい。
前述したように、前記サンドイッチ型免疫測定法においては、前記APP669-x N末端認識モノクローナル抗体(第1の抗体)、及び、APP669-xの前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる一部、もしくは、APP669-xの断片のC末端を認識可能な抗Aβ抗体(第2の抗体)を用いることができる。
この場合には、前記抗原親和性物質が、標的ポリペプチドのN末端付近には作用せず、且つ、前記標的ポリペプチドのC末端付近には作用しないものが好ましい。標的ポリペプチドに対して、前記抗原親和性物質と前記第1の抗体との競合や阻害が起こることは好ましくないし、前記抗原親和性物質と前記第2の抗体との競合や阻害が起こることも好ましくない。
より具体的には、前記抗原親和性物質は、前記標的ポリペプチドのN末端から4残基部位からC末端から4残基部位までの中間部位に作用するものであることが好ましい。さらに、前記抗原親和性物質は、前記標的ポリペプチドのN末端から6残基部位からC末端から6残基部位までの中間部位に作用するものであることが好ましい。
標識物質として酵素を利用するサンドイッチELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)の場合、前記第1の抗体としての標的ポリペプチドのN末端認識抗体を固相化抗体(捕捉抗体)として用いて、前記第2の抗体としての標的ポリペプチドのC末端認識抗体を検出抗体(標識抗体)として用いるとよい。
本発明のサンドイッチ型免疫測定法は、標識物質として酵素を利用するサンドイッチELISAの他に、放射性同位元素を利用する放射免疫測定法(RIA)、化学発光物質を利用する化学発光免疫測定法(CIA)、蛍光発光物質を利用する蛍光免疫測定法(FIA)、金属錯体を利用する電気化学発光免疫測定法(ECLIA)、ルシフェラーゼなどの生物発光物質を利用する生物発光免疫測定法(BLIA)、抗体に標識された核酸をPCRで増幅させて検出するイムノPCR、免疫複合体形成により発生する濁度を検出する免疫比濁法(TIA)、免疫複合体形成により凝集するラテックスを検出するラテックス凝集比濁法(LA)、セルロース膜上で反応させるイムノクロマト法などにも適用できる。
本発明のサンドイッチ型免疫測定法の基本的操作は、試料に抗原親和性物質を添加する場合も、公知の操作に従って行なうことができる。
本発明において、標的APP669-xペプチドは生体試料に含まれる。生体試料には、血液、脳脊髄液(CSF)、尿、体分泌液、唾液、及び痰などの体液; 及び糞便が含まれる。血液試料には、全血、血漿及び血清などが含まれる。血液試料は、個体から採取された全血を、適宜処理することによって調製することができる。採取された全血から血液試料の調製を行う場合に行われる処理としては特に限定されず、臨床学的に許容されるいかなる処理が行われてよい。例えば遠心分離などが行われうる。また、血液試料は、その調製工程の中途段階又は調製工程の後段階において、適宜冷凍など低温下での保存が行われたものであってよい。なお、本発明において生体試料は、由来元の個体に戻すことなく破棄される。血液試料を対象試料とすることは、試料採取が固体や脳脊髄液である場合に対して低侵襲であること、また、一般の健康診断や人間ドック等における種々の疾患のスクリーニングのための対象試料であることからも好ましい。
本発明のAPP669-711のサンドイッチ型免疫測定用キットは、上記のサンドイッチ型免疫測定を行うためのものであって、
APP669-xペプチドのN末端を特異的に認識するAPP669-x N末端認識モノクローナル抗体(第1の抗体)、及び
APP669-711のC末端を認識可能なモノクローナル抗体又はポリクローナル抗体(第2の抗体)
を含むものである。
キットは、さらに、APP669-xに結合可能な抗原親和性物質を含んでもよい。また、キットには、サンドイッチ型免疫測定法の操作に用いる各種成分、例えば、試料溶液調製用の希釈液、洗浄溶液等を含ませることができる。
本発明の免疫測定法は、試料中の標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位を持つ第1の抗体、及び前記標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位であって前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ第2の抗体を用いたポリペプチドのサンドイッチ型免疫測定法において、試料に標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質を添加することを含む。
本発明の免疫測定法において、前記標的ポリペプチドを含む試料に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させるか、又は、
前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体と反応させている時に、反応系に前記抗原親和性物質を添加するか、又は、
前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか一方と反応させ、その後、反応系に前記抗原親和性物質を添加し、その後、前記標的ポリペプチドを前記第1の抗体及び前記第2の抗体のいずれか他方と反応させることができる。
試料に標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質を添加することにより、標的ポリペプチドのコンフォメーションが変化させられ、サンドイッチ免疫測定法で使用される2つの抗体が各々結合すべき2つのエピトープが空間距離的に互いに遠ざけられる。そのため、2つの部位での抗原抗体反応がうまく行われ、標的ポリペプチドを高感度で検出及び定量できる。
前記抗原親和性物質は、標的ポリペプチドに親和性を有し結合可能な物質であればよく、抗体、ペプチド、低分子化合物、及び核酸アプタマー等が挙げられる。ここでの結合とは、静電相互作用、ファンデルワールス力、水素結合、疎水性相互作用、双極子相互作用、分散力などの分子間相互作用による結合が含まれる。標的ポリペプチドのコンフォメーションが変化させられ、サンドイッチ免疫測定法で使用される2つの抗体が各々結合すべき2つのエピトープが空間距離的に互いに遠ざけられるものであればよい。
前記抗原親和性物質としての抗体としては、前記第1の抗体及び前記第2の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ抗体を用いるとよい。
前記抗原親和性物質としてのペプチドとしては、2~12アミノ酸残基からなるペプチドを用いるとよく、例えば、Aβに結合するペプチドであれば、iAβ5(5アミノ酸)、D3(12アミノ酸)、NH2-D-Trp-Aib-OH(2アミノ酸)等が例示される。
前記抗原親和性物質としての低分子化合物としては、標的ポリペプチドに結合可能な低分子化合物を用いるとよく、例えば、創薬で使われているような、あるタンパク質に結合する低分子化合物が挙げられる。Aβに結合する低分子化合物であれば、Scyllo-inositol等が例示される。各種の阻害剤(例えば、StemoleculeTM 低分子化合物の各種)も挙げられる。
前記抗原親和性物質としての核酸アプタマーとしては、DNAアプタマー、RNAアプタマー等が挙げられる。
前記抗原親和性物質の添加量は、試料中の標的ポリペプチドの種類や量、及び抗原親和性物質の種類にもより、特に限定されることはなく、標的ポリペプチドに結合して該標的ポリペプチドのコンフォメーションを変化させられる量とすればよい。例えば、前記抗原親和性物質の添加量は、標的ポリペプチドを含んでいる試料中の濃度として、0.1ng/mL~100000ng/mL程度、好ましくは0.1ng/mL~10000ng/mL程度、より好ましくは0.1ng/mL~3000ng/mL程度とするとよい。
本発明において、標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位を持つ第1の抗体、及び前記標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位であって前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ第2の抗体としては、サンドイッチ型免疫測定法で用いられている種々のものを用いることができる。
例えば、前記第1の抗体として、標的ポリペプチドのN末端認識抗体を用いて、前記第2の抗体として、標的ポリペプチドのC末端認識抗体を用いることができる。
この場合には、前記抗原親和性物質が、標的ポリペプチドのN末端付近には作用せず、且つ、前記標的ポリペプチドのC末端付近には作用しないものが好ましい。標的ポリペプチドに対して、前記抗原親和性物質と前記第1の抗体との競合や阻害が起こることは好ましくないし、前記抗原親和性物質と前記第2の抗体との競合や阻害が起こることも好ましくない。
より具体的には、前記抗原親和性物質は、前記標的ポリペプチドのN末端から4残基部位からC末端から4残基部位までの中間部位に作用するものであることが好ましい。さらに、前記抗原親和性物質は、前記標的ポリペプチドのN末端から6残基部位からC末端から6残基部位までの中間部位に作用するものであることが好ましい。
標識物質として酵素を利用するサンドイッチELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)の場合、前記第1の抗体としての標的ポリペプチドのN末端認識抗体を固相化抗体(捕捉抗体)として用いて、前記第2の抗体としての標的ポリペプチドのC末端認識抗体を検出抗体(標識抗体)として用いるとよい。
本発明のサンドイッチ型免疫測定法は、標識物質として酵素を利用するサンドイッチELISAの他に、放射性同位元素を利用する放射免疫測定法(RIA)、化学発光物質を利用する化学発光免疫測定法(CIA)、蛍光発光物質を利用する蛍光免疫測定法(FIA)、金属錯体を利用する電気化学発光免疫測定法(ECLIA)、ルシフェラーゼなどの生物発光物質を利用する生物発光免疫測定法(BLIA)、抗体に標識された核酸をPCRで増幅させて検出するイムノPCR、免疫複合体形成により発生する濁度を検出する免疫比濁法(TIA)、免疫複合体形成により凝集するラテックスを検出するラテックス凝集比濁法(LA)、セルロース膜上で反応させるイムノクロマト法などにも適用できる。
本発明のサンドイッチ型免疫測定法の基本的操作は、試料に抗原親和性物質を添加すること以外は、公知の操作に従って行なうことができる。
本発明は、標的ポリペプチドがAβ及びAβ関連ペプチドである場合に特に好適である。Aβ(Aβ1-40、及びAβ1-42)や、Aβ関連ペプチド(例えば、Aβ1-39、APP669-711)は、生体内に存在しており、アルツハイマー病のバイオマーカーとして注目されている。これらAβやAβ関連ペプチド、特にAβ関連ペプチドについて、高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法が望まれていた。本発明により、これらAβやAβ関連ペプチド、特にAβ関連ペプチドについて、高感度で検出及び定量できるサンドイッチ免疫測定法が提供される。以下に、Aβ及びAβ関連ペプチドの例を示す。
APP672-709(Aβ1-38)(配列番号6):
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGG
APP674-711(Aβ3-40)(配列番号7):
EFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV
APP672-710(Aβ1-39)(配列番号8):
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGV
APP672-711(Aβ1-40)(配列番号1):
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV
OxAPP672-711(OxAβ1-40)(配列番号9):
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV (Met 706が酸化されている)
APP672-713(Aβ1-42)(配列番号2):
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA
APP669-711(配列番号3):
VKMDAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV
アミロイド前駆タンパク質(APP)は、膜一回貫通タンパク質で770残基のアミノ酸から成る。アミロイド前駆タンパク質(APP)は、βセクレターゼとγセクレターゼによってタンパク質分解を受け、タンパク質分解によってアミロイド・ベータペプチド(Aβ)が産生される。APP672-713とAβ1-42とは同じペプチドを表す(配列番号2)。また、APP672-711とAβ1-40とは同じペプチドを表す(配列番号1)。本発明において、標的ポリペプチドには、上記例示のもの以外にも、種々のAβ関連ペプチドが限定されることなく含まれる。また、本発明は、Aβ及びAβ関連ペプチド以外の各種ポリペプチドにも適用される。
本発明において、標的ポリペプチドは生体試料に含まれる。生体試料には、血液、脳脊髄液(CSF)、尿、体分泌液、唾液、及び痰などの体液; 及び糞便が含まれる。血液試料には、全血、血漿及び血清などが含まれる。血液試料は、個体から採取された全血を、適宜処理することによって調製することができる。採取された全血から血液試料の調製を行う場合に行われる処理としては特に限定されず、臨床学的に許容されるいかなる処理が行われてよい。例えば遠心分離などが行われうる。また、血液試料は、その調製工程の中途段階又は調製工程の後段階において、適宜冷凍など低温下での保存が行われたものであってよい。なお、本発明において生体試料は、由来元の個体に戻すことなく破棄される。血液試料を対象試料とすることは、試料採取が固体や脳脊髄液である場合に対して低侵襲であること、また、一般の健康診断や人間ドック等における種々の疾患のスクリーニングのための対象試料であることからも好ましい。
本発明のポリペプチドのサンドイッチ型免疫測定用キットは、上記のサンドイッチ型免疫測定を行うためのものであって、
標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位を持つ第1の抗体、
前記標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位であって前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ第2の抗体、及び
前記標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質
を含む。
キットには、サンドイッチ型免疫測定法の操作に用いる各種成分、例えば、試料溶液調製用の希釈液、洗浄溶液等を含ませることができる。
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。以下において%で示される物の量は、特に断りがない場合は、その物が固体である場合は重量基準、液体である場合は体積基準で示されている。
[実施例1:APP669-x N末端認識抗体の作成]
[実施例1-1:モノクローナル抗体の作成]
合成ペプチドVKMC(配列番号5)のC末端のCysを、二価反応性試薬を用いてキャリアタンパク質(KLH)に結合させた。
このKLH結合合成ペプチドをFCA(フロインドコンプリートアジュバンド)と注射筒を用いて混和して乳化させ、BALB/cマウス1匹に対して200μgを尾根部筋肉内に注射(免疫)した。さらに抗原をFICA(フロインドインコンプリートアジュバンド)を混和して乳化させ、二週間間隔で2回、マウス1匹に対して50μgを皮下に注射(追加免疫)した。その後、マウス1匹に対して100μgを腹腔に最終免疫した。
最終免疫より3日後に脾臓を採取し、リンパ球を分離した後、-80℃で凍結保存した。また、マウスより全採血を実施し、血液から血清を分離後、-40℃で凍結保存した。
得られたリンパ球とマウスミエローマを50%ポリエチレングリコール存在下で細胞融合を実施した。融合細胞を96ウェルマイクロプレート8枚に分注して培養した。細胞融合から8日後、96ウェルマイクロウェルプレートの各ウェルから培養上清をサンプリングし、ELISAにより一次、二次スクリーニングを順次行い、陽性ウェルの細胞を限界希釈法にてクローニングした。その後、ELISAにより一次、二次スクリーニングを順次行い、陽性クローンのハイブリドーマを凍結保存した。
取得したハイブリドーマ(クローン20-1A, 24-6G, 34-6E)は高密度無血清培養を行った。その培養上清からProtein Aを用いて抗体を精製した。
[実施例1-2:直接ELISAによるモノクローナル抗体の特異性の確認]
APP669-x N末端認識抗体クローン20-1A, 24-6G, 34-6Eの特異性を直接ELISAで評価した。直接ELISAは以下のように行った。
合成ペプチドAPP669-711(ペプチド研)、Aβ1-40(ペプチド研)、又はAPP668-677(配列番号4)(東レリサーチセンター)を炭酸ナトリウム緩衝液(pH9.6)で50,又は500pmol/mLの各濃度に希釈した。合成ペプチドの配列は表1に示す。各合成ペプチド溶液を96ウェルマイクロプレートの各ウェルに50μLずつ加えて、4℃、2時間インキュベーションすることで固相化した。また、ブランクウェルも用意した。プレート中の溶液を除去し、4倍希釈ブロックエース(DSファーマ)を100μLずつ入れて、4℃、2時間インキュベートしてブロッキングを行った。プレート中の溶液を除去し、PBST(0.05% Tween20 in PBS)300μLで洗浄した。10倍希釈ブロックエースで0.5μg/mLの濃度に希釈したAPP669-x N末端認識抗体を50μLずつ入れて、4℃、1時間インキュベートした。プレート中のサンプル溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。10倍希釈ブロックエースで4000倍希釈したHRP標識-抗マウスIgG抗体(ZYMED)溶液を50μLずつ入れて、4℃、1時間でインキュベートした。プレート中の溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。ELISA POD基質TMBキット(ナカライ)を100μL加えて、暗所で30分インキュベーションで発色させた。2N 硫酸を100μL加えて発色反応を止めた。マイクロプレートリーダーで主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を測定した。
これらの結果を図1~3に示す。すなわち、図1は、APP669-x N末端特異的抗体クローン34-6Eを用いた直接ELISAの結果を示すグラフである。図2は、APP669-x N末端特異的抗体クローン24-6Gを用いた直接ELISAの結果を示すグラフである。図3は、APP669-x N末端特異的抗体クローン20-1Aを用いた直接ELISAの結果を示すグラフである。図1~3において、横軸は、ペプチド濃度(pmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。
図1~3より、APP669-x N末端認識抗体の全てのクローン20-1A, 24-6G, 34-6Eで、APP669-711に反応することを確認した。一方、Aβ1-40やAPP668-677には全く反応性が確認されなかった。APP669-711はN末端側3アミノ酸がAβ1-40よりも長いだけで他のアミノ酸配列はAβ1-40と同じであるが、Aβ1-40には反応を示さなかったことから、クローン20-1A, 24-6G, 34-6EはAPP669-711のN末端側3アミノ酸を認識することを示している。また、APP668-677はAPP669-711よりもN末端側に1アミノ酸だけ長いだけだが、クローン20-1A, 24-6G, 34-6Eは反応しなくなった。このことから、クローン20-1A, 24-6G, 34-6EはAPP669-711のN末端を特異的に認識していることを示している。
以上の結果により、APP669-x N末端認識抗体の3種類のクローンは、APP669-711のN末端を特異的に認識していることを確認できた。
Figure 2024056971000002
[実施例2:APP669-711のサンドイッチELISA]
[実施例2-1:APP669-x N末端認識抗体の3種類のクローンを用いたサンドイッチELISA]
APP669-x N末端認識抗体クローン20-1A、24-6G、及び、34-6Eを捕捉抗体として用いて、APP669-711に対するサンドイッチELISAの反応性を評価した。
APP669-x N末端認識抗体を炭酸ナトリウム緩衝液(pH9.6)で20μg/mLの濃度に希釈し、96ウェルマイクロプレートの各ウェルに50μLずつ加えて、4℃、6時間インキュベーションすることで固相化した。プレート中の溶液を除去し、20% Blocking One(ナカライテスク)を100μLずつ入れて、4℃、2時間インキュベートしてブロッキングを行った。プレート中の溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。サンプル用バッファーA(5% Blocking One in PBST)で希釈した合成ペプチドAPP669-711をサンプル溶液として50μLずつ入れて、4℃、オーバーナトでインキュベートした。プレート中のサンプル溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。Human βAmyloid(1-40)ELISA Kit(和光純薬)に含まれるHRP標識されたC末端認識抗体(クローンBA27)溶液を5% Blocking One in PBST で5倍希釈した後、50μLずつ入れて、4℃、2時間でインキュベートした。プレート中の溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。ELISA POD基質TMBキットを100μL加えて、暗所で30分インキュベーションで発色させた。2N 硫酸を100μL加えて発色反応を止めた。マイクロプレートリーダーで主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を測定した。
これらの結果を図4に示す。すなわち、図4は、3種類のAPP669-x N末端特異的抗体クローンを用いたAPP669-711 サンドイッチELISAの結果を示すグラフである。横軸は、APP669-711濃度(pmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。
図4より、3種類のAPP669-x N末端認識抗体クローンのうち34-6EがAPP669-711と最も反応性が高いことが示された。これ以降の実施例では、34-6EにフォーカスしてサンドイッチELISAを評価した。
[実施例2-2:サンドイッチELISAの特異性の確認]
APP669-x N末端認識抗体クローン34-6Eを捕捉抗体として用いて、APP669-711に対するサンドイッチELISAの特異性を評価した。サンドイッチELISAは以下のように行った。
APP669-x N末端認識抗体クローン34-6Eを炭酸ナトリウム緩衝液(pH9.6)で20μg/mLの濃度に希釈し、96ウェルマイクロプレートの各ウェルに50μLずつ加えて、4℃、6時間インキュベーションすることで固相化した。プレート中の溶液を除去し、4倍希釈ブロックエースを100μLずつ入れて、4℃、2時間インキュベートしてブロッキングを行った。プレート中の溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。サンプル用バッファーB[10倍希釈ブロックエース、60 ng/mL 抗Aβ抗体クローン4G8(BioLegend, エピトープAβ18-22)]で希釈した合成ペプチドAPP669-711、又はAβ1-40をサンプル溶液として50μLずつ入れて、4℃、オーバーナイトでインキュベートした。各サンプルは2重測定で行った。なお、サンプル用バッファーBには反応性を高める目的で抗Aβ抗体クローン4G8(60ng/mL)が含まれていた。プレート中のサンプル溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。Human βAmyloid(1-40)ELISA Kit(和光純薬)に含まれるHRP標識されたC末端認識抗体(クローンBA27)溶液を50μLずつ入れて、4℃、2時間でインキュベートした。プレート中の溶液を除去し、PBST 300μLで洗浄した。ELISA POD基質TMBキットを100μL加えて、暗所で30分インキュベーションで発色させた。2N 硫酸を100μL加えて発色反応を止めた。マイクロプレートリーダーで主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を測定した。
これらの結果を図5に示す。すなわち、図5は、APP669-x N末端特異的抗体クローン34-6Eを用いた場合の、APP669-711 サンドイッチELISAの特異性を示すグラフである。横軸は、ペプチド濃度(fmol/mL)を表し、縦軸は、マイクロプレートリーダーで測定された主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を表す。
図5より、APP669-x N末端特異的抗体クローン34-6EとC末端認識抗体(クローンBA27)を用いたサンドイッチELISAはAPP669-711には反応を示したが、Aβ1-40には全く反応を示さなかった。このことにより、APP669-711 サンドイッチELISAの特異性を確認できた。
また、異なる濃度の合成ペプチドAPP669-711をn=4で測定して定量下限(Blank 吸光度 + 2SD)を求めたところ、2.42fmol/mLであった。
[実施例2-3:APP669-711 ELISA添加回収試験]
ヒト血漿中の測定干渉物質による測定値への影響を確認するために、APP669-711 ELISAの添加回収試験を行った。サンドイッチELISAは前記実施例2-2と同様に行った。サンプルはサンプル用バッファーで4倍希釈した市販血漿(Tennessee Blood Services)を用いた。添加APP669-711濃度は、0,5,10,又は20fmol/mLとなるようにAPP669-711を添加した。
添加回収率を評価した結果、89~91%と問題のない範囲を示した(表2)。
Figure 2024056971000003
[実施例2-4:APP669-711 ELISAによる血漿測定]
APP669-711 ELISAを用いて血漿中の内在性APP669-711を定量した。サンプルはサンプル用バッファーで4倍希釈した市販血漿5検体を用いて、2重測定で行った。
これらの結果を図6に示す。すなわち、図6は、APP669-711 サンドイッチELISAによるヒト血漿測定の結果を示すグラフである。横軸は、各血漿サンプルを表し、縦軸は、APP669-711濃度(fmol/mL)を表す。
図6より、5検体全てで定量下限(2.42fmol/mL)を上回る濃度を示した。以上の結果から、本サンドイッチELISAは血漿中APP669-711を定量するのに十分な測定系であることが示された。
[実験例B1:APP669-711のサンドイッチELISAの操作方法]
まず、実験例B1では、APP669-711のサンドイッチELISAの基本操作方法について以下に示す。実施例B1~B4の各操作はこの操作方法に基づいて行った。
(N末端認識抗体)
APP669-711のN末端を認識する抗体の作成をITM社へ依頼し、3クローン(20-1A、24-6G、34-6E)を取得した。
(N末端認識抗体の固相化とブロッキング)
N末端認識抗体を炭酸ナトリウム緩衝液(pH9.6)で20 μg/mLの濃度に希釈し、得られた抗体希釈溶液を96 well plateの各wellに50 μLずつ加え、4℃、2時間インキュベーションすることでN末端認識抗体を固相化した。Plate中の抗体希釈溶液を除去し、20% Blocking One(ナカライテスク)を各wellに100 μLずつ入れて、4℃、2時間インキュベートしてブロッキングを行った。
(サンプル溶液の調製)
測定対象ペプチドAPP669-711を5% Blocking One in PBSTで所定の濃度にしてサンプル溶液を調製した。また、抗原親和性物質として用いる抗体を5% Blocking One in PBSTで任意の濃度に調製し、サンプル溶液に等量添加した。
(サンプル溶液の添加)
Plate中の20% Blocking Oneを除去し、PBST 300 μLで3回洗浄した。前記サンプル溶液をplateの各wellに50 μLずつ入れて、4℃、1時間インキュベートした。
(C末端認識するHRP標識抗体の添加)
Human βAmyloid(1-40)ELISA Kit(和光純薬)に含まれるC末端を認識するHRP標識抗体(クローンBA27)溶液を5% Blocking One in PBSTで5倍希釈した。Plate中のサンプル溶液を除去し、PBST 300 μLで3回洗浄した。5倍希釈したHRP標識抗体(BA27)溶液を50 μLずつ入れて、4℃、1時間でインキュベートした。Plate中の溶液を除去し、PBST 300 μLで5回洗浄した。
(酵素標識抗体添加と吸光度測定)
ELISA POD基質TMBキット(ナカライ)を100 μL ずつ加えて、暗所で15分インキュベーションして発色させた。2N硫酸を100 μL ずつ加えて発色反応を止めた。マイクロプレートリーダーで主波長450nm/副波長650nmの吸光度(Absorbance)を測定した。
[実施例B1]
[抗Aβ抗体4G8添加によるAPP669-711 サンドイッチELISA反応性評価]
アミロイドβ(Aβ)1-40は空間距離的にC末端とN末端が近い構造を取っている(非特許文献4)。Aβ1-40のN末端から3アミノ酸長くなっただけのAPP669-711もC末端とN末端が近いと考えられる。そこで、APP669-711に結合可能な抗体をサンプルに添加することにより、コンフォメーションが変化し、サンドイッチELISAの反応性が向上するかどうかを検証した。APP669-711に結合可能な抗体(抗原親和性物質)として、抗Aβ抗体4G8を用いた。
APP669-711のサンプル溶液に対して、抗原親和性物質として抗Aβ抗体4G8を添加することで、APP669-711濃度が0 fmol/mL、15.625 fmol/mL、31.25 fmol/mL、62.5 fmol/mL、125 fmol/mL、250 fmol/mL、500 fmol/mL、1000 fmol/mL、抗Aβ抗体4G8濃度が0, 0.3, 1, 3, 10, 30, 100, 300, 1000, 3000, 10000 ng/mLとなるように調製した。それらの溶液を、APP669-711 サンドイッチELISAで測定した。クローン4G8のエピトープはAβ18-22である。固相化抗体としてはN末端認識抗体クローン34-6Eを用いた。その結果、4G8添加なし(0 ng/mL)と比べて、抗Aβ抗体4G8を添加することにより吸光度が増加した(図7)。添加濃度100 ng/mLまでは濃度依存的に増加し、それを超えると徐々に低下した(図8)。
吸光度が増加した理由として、抗Aβ抗体4G8がプレートに固相化され、それがAPP669-711を捕捉し、C末端認識HRP標識抗体とサンドイッチしたことで反応した可能性も考えられる。それを検証するため、抗Aβ抗体4G8は反応するが、N末端認識抗体34-6E では反応しないAβ1-40(0~1000 fmol/mL)のサンプル溶液を用いて、抗Aβ抗体4G8を10000 ng/mL添加したときのAPP669-711 サンドイッチELISA反応性を評価した。抗Aβ抗体4G8のエピトープはAβ18-22であるため、仮に抗Aβ抗体4G8が固相化されたら反応性を示す。しかし、本測定結果では反応を示していなかった(図9)。つまり、抗Aβ抗体4G8が固相化され、それがAPP669-711を捕捉したことで反応性が増したわけではないことが確認された。以上の結果から、抗Aβ抗体4G8をサンプル溶液に添加することで、APP669-711への特異性を保持したまま、サンドイッチELISAの反応性を向上させることが判明した。
図7は、抗Aβ抗体4G8添加によるAPP669-711 ELISAの検量線を示すグラフである。横軸はAPP669-711の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。抗Aβ抗体4G8の濃度毎に検量線が示されている。
図8は、抗Aβ抗体4G8添加によるAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。横軸は抗Aβ抗体4G8の濃度(ng/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。APP669-711の濃度毎に点を線で繋いでいる。
図9は、抗Aβ抗体4G8添加時におけるAβ1-40に対するAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。横軸はAβ1-40の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。抗Aβ抗体4G8の添加量は10000 ng/mLであった。
[実施例B2:N末端認識抗体のクローンを変えたときの抗Aβ抗体4G8添加効果の検証]
固相化抗体として使用するN末端認識抗体のクローンを変えたときに、抗Aβ抗体4G8添加の効果があるかどうかを検証するための実験を行った。
APP669-711のサンプル溶液に対して、抗原親和性物質として抗Aβ抗体4G8を添加することで、APP669-711濃度が500 fmol/mL、抗Aβ抗体4G8濃度が0, 10, 30, 100, 300, 1000, 3000 ng/mLとなるように調製した。それらの溶液を、APP669-711 サンドイッチELISAで測定した。固相化抗体はN末端認識抗体の3クローン20-1A、24-6G及び34-6Eをそれぞれ用いた。その結果、3クローン全てにおいて吸光度の増加が確認され、各クローンにおいて最も高い吸光度を示した抗Aβ抗体4G8添加濃度は共通して100 ng/mLだった(図10)。つまり、どのクローンでも最適な抗Aβ抗体4G8添加濃度は同じであった。
なお、各クローンを固相化したAPP669-711 サンドイッチELISAにおいて、抗Aβ抗体4G8を3000 ng/mL添加したときのAβ1-40(0~1000 fmol/mL)のサンプル溶液への反応性を評価したが、反応は認められなかった(図11)。つまり、抗Aβ抗体4G8が固相化され、それがAPP669-711を捕捉することで反応性が増したわけではないことが確認された。
図10は、N末端認識抗体3クローンを用いたAPP669-711 ELISAにおける抗Aβ抗体4G8添加効果を示すグラフである。横軸は抗Aβ抗体4G8の濃度(ng/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。N末端認識抗体のクローン毎に点を線で繋いでいる。
図11は、抗Aβ抗体4G8添加時におけるAβ1-40に対するAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。N末端認識抗体として、3クローンを各々用いた。横軸はAβ1-40の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。抗Aβ抗体4G8の添加量は3000 ng/mLであった。
[実施例B3:添加する抗Aβ抗体を変えたときのAPP669-711 サンドイッチELISA反応性向上効果の検証]
サンプルに添加する抗Aβ抗体のクローンを変えたときに、APP669-711 サンドイッチELISAの反応性が向上する効果があるかどうかを検証するための実験を行った。
APP669-711のサンプル溶液に対して、抗原親和性物質として抗Aβ抗体4クローン(4G8、6E10、BAM90.1、又はNAB228)を添加することで、APP669-711濃度が500 fmol/mL、抗Aβ抗体4G8濃度が0, 10, 30, 100, 300, 1000, 3000 ng/mLとなるように調製した。それらの溶液を、APP669-711 サンドイッチELISAで測定した。クローン6E10のエピトープはAβ3-8、BAM90.1はAβ20-23であり、NAB228はAβ1-11の中の一部がエピトープとなる。固相化抗体はN末端認識抗体クローン34-6Eを用いた。測定の結果、添加した抗Aβ抗体4クローン全てにおいて吸光度の増加が認められた(図12)。各クローンで最も高い吸光度を示した濃度は、4G8では100 ng/mL、6E10では300 ng/mL、BAM90.1では1000 ng/mL、NAB228では3000 ng/mLであった。つまり、クローンによって最適な濃度は異なっていた。
なお、APP669-711 サンドイッチELISAにおいて、各クローンの抗Aβ抗体を3000 ng/mL添加したときのAβ1-40(0~1000 fmol/mL、具体的には、0 fmol/mL、500 fmol/mL、1000 fmol/mL)のサンプル溶液への反応性を評価したが、反応は認められなかった(図13)。つまり、どのクローンを添加した場合においても、固相化され、APP669-711を捕捉することで反応性が増したわけではないことが確認された。
図12は、APP669-711 ELISAにおける抗Aβ抗体の4クローンの添加効果を示すグラフである。横軸は抗Aβ抗体の添加濃度(ng/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。抗Aβ抗体のクローン毎に点を線で繋いでいる。
図13は、抗Aβ抗体添加時におけるAβ1-40に対するAPP669-711 ELISAの反応性を示すグラフである。抗Aβ抗体は4クローンを用いた。横軸はAβ1-40の濃度(fmol/mL)、縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。抗Aβ抗体の添加量は3000 ng/mLであった。
[実施例B4:Aβ1-40 サンドイッチELISAにおける抗Aβ抗体添加効果の検証]
Human βAmyloid(1-40)ELISA Kit(和光純薬)を用いて、Aβ1-40 サンドイッチELISA についても、抗Aβ抗体を添加して反応性が向上するかどうかを検証するための実験を行った。
サンプルはHuman βAmyloid(1-40)ELISA Kit内に含まれているstandardと、AnaSpec社から購入したAβ1-40とした。それぞれのサンプルのAβ1-40 (Standard in kit、又はAnaSpec product)に、抗Aβ抗体クローン4G8又は6E10を添加することで、Aβ1-40濃度が50 fmol/mLとなるように、4G8濃度が100 ng/mL又は6E10濃度が300 ng/mLとなるように調製した。それらの溶液をHuman βAmyloid(1-40)ELISA Kitの取り扱い説明書のプロトコールに従って操作を行い、吸光度を測定した。また、基準として、4G8も6E10も添加しないで操作を行い、吸光度を測定した(図14において、”non-spiked”と表記されている)。その結果、クローン4G8添加では基準に対して吸光度の増加が認められたが、クローン6E10添加では基準に対して吸光度に変化を与えなかった。6E10はエピトープがAβ3-8であり、Aβ1-40のN末端に近いため、ELISAの固相化抗体として使用しているN末端認識抗体が立体構造的に6E10の結合を妨害していると考えられる。一方、クローン4G8はエピトープがAβ18-22であり、N末端認識抗体とは空間距離的に離れているため、Aβ1-40 サンドイッチELISAの反応性向上に寄与したと考えられる。
このため、抗原親和性物質として添加する抗Aβ抗体については、サンドイッチELISAで用いる抗体が認識するエピトープからある程度空間距離的に離れている部位をエピトープとする抗体を選択する必要があると考えられる。
図14は、Aβ1-40 ELISAにおける抗Aβ抗体4G8及び6E10の添加効果を示すグラフである。縦軸は450nm/650nmの吸光度(Absorbance)を示す。サンプルとして、ELISA Kit内に含まれているstandardと、AnaSpec社のAβ1-40を用いた。
以上の実施例B1~B4の結果から、分析対象ポリペプチドであるAPP669-711やAβ1-40に対して結合する抗体を添加することにより、それぞれに対応するサンドイッチELISAの反応性が向上する効果があることが判明した。
以上の各実施例では、分析対象ポリペプチドがAPP669-711及びAβ1-40である例を示した。本発明は、これら以外のポリペプチドやタンパク質を分析対象とするサンドイッチELISAについても有用である。また、本発明は、ELISA法に限らず、他の標識を用いるサンドイッチ法についても同様に適用できる。

Claims (1)

  1. 試料中の標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位を持つ第1の抗体、及び前記標的ポリペプチドを認識可能な抗原結合部位であって前記第1の抗体が持つ抗原結合部位とは異なる抗原結合部位を持つ第2の抗体を用いたポリペプチドのサンドイッチ型免疫測定法において、試料に標的ポリペプチドに結合可能な抗原親和性物質を添加することを含む、免疫測定法。
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