ファージディスプレイライブラリー構築サービス

Alpha Lifetechは、抗体ライブラリーの構築と製造を確実に行うための包括的なM13/T7ファージディスプレイプラットフォームを備えています。また、お客様のニーズに合わせて、抗体scFvの作製など、カスタマイズサービスも提供可能です。

お問い合わせ

ファージディスプレイライブラリー構築サービス

Alpha Lifetechは長年にわたりファージディスプレイ技術に深く関わってきました。科学研究やプロジェクト研究の時間を節約し、その後の製造を容易にする、完璧な安定性を備えたファージディスプレイ技術プラットフォームを構築しました。また、vhh抗体、scFv抗体、Fab抗体の製造といったサービスも提供しています。

Alpha Lifetechは、抗体ライブラリーの構築と製造を確実に行うための包括的なM13/T7ファージディスプレイプラットフォームを備えています。また、抗体scFvの作製やハイスループット抗体スクリーニングなど、お客様のニーズに合わせたカスタマイズサービスも提供可能です。

ファージディスプレイ入門

ファージディスプレイ技術は、ファージ（細菌に感染するウイルス）を用いて、特定のタンパク質やペプチドの機能的な結合分子を探索する技術です。ファージ抗体ライブラリ構築技術には、Fab抗体ライブラリ構築、抗体scFvライブラリ構築、ナノボディライブラリ構築などがあります。バクテリオファージの種類に応じて、M13、T7、T4、λなどのシステムに分類できます。ライブラリの種類に応じて、ランダムペプチドライブラリ、cDNAライブラリ、抗体ライブラリ、タンパク質ライブラリに分類できます。ファージディスプレイ技術は操作が簡単で、利用コストも低くなります。しかし、この技術では、ライブラリ内の分子遺伝学の多様性が制限され、長すぎる配列を表現できません。

現在、ファージディスプレイ技術は広く利用されており、新規ワクチンの研究開発（低コストで効率的な合成ワクチン）、抗体医薬品の開発（酵素阻害剤のスクリーニング）、細胞シグナル伝達（模擬エピトープのスクリーニング）、抗原エピトープの研究（モノクローナル抗体の作製）において大きな成果を上げています。

T7バクテリオファージの紹介

T7バクテリオファージは二本鎖DNAで、長さは40kb、直径60nmのカプシドに包まれています。頭部と尾部をつなぐのは、複数のgp8からなるリング構造です。T7バクテリオファージの頭部とコアは円筒状の構造を形成し、gp8と結合することで頭部と尾部を連結することができます。

図 1 T7 バクテリオファージの模式図。（参照： T7ファージディスプレイシステムの進歩（レビュー））

M13バクテリオファージの紹介

バクテリオファージM13は、Ffファージと総称される糸状ファージのグループに属します。長さ900 nm、幅6.5 nmです。長さ6407 bpの一本鎖DNA（ssDNA）ゲノムを有し、9つの遺伝子から構成され、11種類のタンパク質がコードされています。そのうち5つのタンパク質はコートタンパク質であり、残りの6つのタンパク質はファージの複製と組み立てに関与しています。コートタンパク質の中で最も濃度が高いのはカプシドタンパク質G8Pで、約2,700個のタンパク質ユニットから構成され、染色体の周囲にエンベロープを形成しています。

図2 バクテリオファージM13の模式図。（参照：抗体ファージディスプレイ技術の基礎）

ファージディスプレイ抗体ライブラリーの紹介

現代医学において、抗体の発見はますます重要になっています。抗体発見には様々なアプローチがありますが、医学分野ではファージディスプレイ抗体ライブラリーが最も多く利用されています。

1990年以降、VH、VHH、scFv、ダイアボディ、Fab抗体など、さまざまな抗体フォーマットがファージライブラリの構築に使用されてきました。VHとVLの構造ドメインで構成されるscFvは、抗体scFvライブラリの構築に使用される単鎖抗体です。scFvは、半減期が短く、免疫原性が低いという特徴があります。Fab抗体ライブラリはVH、VL、CL、CH1で構成されており、高親和性の理想的な抗体を迅速に選別できます。現在、標的抗原に結合できる最小単位であるVHHがナノボディライブラリを構成しています。VHHは、構造が単純、容量が小さい、溶解性が高い、安定性が良好、調製と発現が容易などの利点があります。合成ナノボディ（Nb）ライブラリは、安定した高親和性の合成ナノボディのため、動物免疫の魅力的な代替手段として浮上しています。通常、これらの抗体断片は M13 ファージの G3P に融合され、抗体断片をコードする多数の遺伝子をクローニングすることで、多様な抗体を選択できる大規模なファージディスプレイ抗体ライブラリを生成することができます。

ファージライブラリ構築プロセス

ファージライブラリ構築のプロセスは以下のとおりです。PCR増幅用の特異的プライマーを設計し、得られた産物をT7/M13ファージベクターと酵素ライゲーションし、組換えファージプラスミドを構築します。組換えファージプラスミドをTG1受容体細胞に形質転換し、適切な抗生物質を含む培地に塗布します。形質転換体を選抜した後、増殖培養を行います。複数回の培養後、ファージは細菌内で複製回数を繰り返すことで、標的タンパク質またはポリペプチドを発現します。その後、ファージライブラリを精製し、不純物や未結合ファージを除去します。

抗体の多様性と相関する可変領域（VHおよびVL）を、ファージタンパク質PIIIをコードする配列とともにファージベクターに挿入した。組み立て後、ファージ粒子は露出し、マイナーコートタンパク質IIIのN末端と融合して機能的な抗体断片を形成し、抗体DNA配列を含むライブラリが得られる。

免疫終了後、力価を検出し、力価が適格と判断された後に動物から採血する。血液からリンパ球を分離し、RNAを抽出し、RT-PCR法で標的断片を増幅し、V領域遺伝子断片を得る。V遺伝子は、特異的プライマーを用いて増幅する。

作成された天然ライブラリーには、あらゆる標的を標的とすることができる、動物由来の免疫原性の低い抗体が含まれています。抗原に特異的に結合するファージ抗体は、抗原を固定または標識するスクリーニング技術を用いて収集できます。

標的抗原は、マイクロプレートの穴などの固体担体に固定されるか、磁性ビーズに結合します。次に、ファージ抗体ライブラリを添加して抗原に結合させます。複数回の溶出後、低親和性または非特異的なファージは洗い流され、特異的な抗体を呈示するファージのみが保持されます。

ファージディスプレイの応用

*現代医学において、抗体の発見はますます重要になっています。抗体発見には様々なアプローチがありますが、医学分野ではファージディスプレイ技術が最も多く利用されています。1990年以降、VH、VHH、scFv、ダイアボディ、Fab抗体など、様々な抗体フォーマットがファージライブラリの構築に利用されてきました。
*ファージペプチドライブラリーは、タンパク質エピトープの配列を迅速に決定することを可能にし、エピトープと抗原受容体との相互作用を調査するための強力なツールとなっている。
*抗体断片をM13ファージのG3Pに融合し、抗体断片をコードする遺伝子を多数クローニングすることで、多様な抗体を選択できる大規模なファージディスプレイ抗体ライブラリを生成することができます。
※T7ファージディスプレイシステムは、簡便性、高い安全性、安定性、保管・輸送の容易さなど多くの利点があり、予防・治療用ワクチンに利用されています。
※T7ファージディスプレイシステムは、病原微生物の表面抗原や癌抗原など、さまざまな抗原を検出することができます。

ファージ