VHH抗体は、ラクダの血清中に見られる天然の欠落軽鎖（VL）抗体です。VHH抗体の構造は単純で、2つの重鎖（VH）のみで構成されています。ナノボディは、分子量約15kDaの重鎖可変領域（VHH）で構成されます。VHH抗体は、抗原を認識する通常の能力があり、優れた親和性、優れた特異性、優れた安定性、および優れた浸透性を示します。その後、アルパカやサメなど他の動物でもこの構造に対する抗体が見つかっています。ナノボディは、VLドメインがないにもかかわらず、1つの重鎖可変領域と2つの従来のCH2およびCH3領域のみを含み、非常に安定した単一ドメイン抗体であり、抗体活性を持つ既知の最小の結合単位です。 Alpha Lifetechは、ナノボディの調製、ナノボディライブラリの構築とスクリーニング、VHHナノボディの発現といった一連のサービスをお客様にご提供いたします。ナノボディ合成およびファージディスプレイ開発プラットフォームを通じて、様々な種類のファージ抗体ライブラリを効率的に構築・スクリーニングし、お客様に特異的かつ高特異性の抗体ソリューションをご提供いたします。また、お客様向けに専門的な抗体ヒト化戦略を開発し、ナノボディをヒト化することも可能です。当社の抗体はヒト抗体とほぼ同等の性能を有しています。

まず、無病のアルパカは、免疫原が免疫系を刺激して免疫反応を引き起こすことを可能にし、これらの動物はシングルドメイン抗体を産生することができます。次に、アルパカPBMCから単一のB細胞を分離し、B細胞からRNAを抽出してcDNAに転写しました。最後にテンプレートとして使用し、電気泳動でターゲットVHH配列をスクリーニングしました。次に、スクリーニングされたVHH抗体配列の配列解析を行い、調製されたVHH抗体の安定性と親和性を向上させることができます。同時に、VHH抗体の部位特異的変異誘発と安定性スクリーニングも行うことができます。スクリーニング用の特定の特異的変異などの特別な方法を導入することにより、VHH抗体変異体の安定性を高めることができます。次に、得られたVHH配列を適切な発現ベクター（プラスミド、ウイルスなど）に挿入し、VHH抗体を発現させました。最後に、ファージディスプレイ技術または酵母ディスプレイ技術を用いてVHH抗体を宿主表面に発現させ、標的抗原に特異的に結合するナノ抗体を、コーティング抗原とELISAを用いて選抜します。Alpha Lifetechは、選抜されたナノボディの配列解析と検証も実施し、お客様に納品するナノボディ配列の正確性と機能活性を確保しています。

VHH技術は、遺伝子工学における様々な進歩を活用しています。標的遺伝子は通常の状況下で再配列・再配置され、他の技術に高い結合性を持つツールを提供します。これらの技術には様々なタグを組み込むことができ、VHH技術によって生産される抗体は精製が容易です。アルファライフテックは、ハイスループットスクリーニング技術を用いることで、顧客が求める特定の機能を持つVHH抗体を、多数の抗体から短期間で選別することができます。また、VHH抗体を高温やその他の溶媒に曝露することで、VHH抗体を無期限かつ経済的に生産することができます。VHH抗体は遺伝子操作によって、スキャフォールド、標識、特定のアミノ酸の置換など、様々な用途に活用できます。VHH抗体は、マイクロタイタープレート、電気化学バイオセンサー、ラテラルフローデバイスなど、従来の抗体を用いるあらゆる一般的なプラットフォームに適しています。VHH抗体はサイズが小さいため、結合ドメイン内の密度が高く、シグナル強度が高まり、感度が向上するという優れた利点があります。同時に、VHH抗体は腫瘍の診断・治療、炎症の診断、中枢神経系疾患の治療など、幅広い分野で応用されています。VHH抗体は遺伝子組み換えが容易で安定性に優れているため、食品や飼料中のマイコトキシンのモニタリングに特に有用です。

免疫付与の過程では、様々な免疫原が用いられます。免疫原の特性に応じて、天然抗原、組換え抗原、合成抗原、低分子抗原に分類されます。天然抗原にはウイルス免疫原が含まれます。天然免疫原の精製プロセスは複雑で、他の免疫原よりも難しく、精製コストも高くなります。ウイルス免疫原は、全ウイルス不活化ワクチン、サブユニットワクチン、ウイルスベクターワクチン、mRNAワクチンに分類されます。全ウイルス不活化ワクチンは、体内に免疫反応を誘導しますが、ウイルスを完全に不活化する必要があり、調製プロセスも複雑です。サブユニットワクチンは、ウイルス表面タンパク質のみを抗原として用いるため、安全性は高いですが、免疫効果を高めるためにアジュバントを添加する必要があります。遺伝子組み換え後、アデノウイルスやレンチウイルスをベクターとして用い、ウイルスの複製と発現を通じて免疫反応の発生を誘導します。免疫効果は効率的で持続的ですが、調製プロセスが複雑なため、バイオセーフティを厳密に管理する必要があります。mRNAは細胞に直接輸入され、細胞が抗原を発現して免疫応答の発生を刺激することができますが、このプロセスはより困難であり、mRNAの安定性と送達効率を確保する必要があります。組み換え抗原は天然抗原とは構造が異なりますが、大規模な工業生産が可能です。小分子タンパク質またはポリペプチド抗原は、in vitro合成法で調製できます。その構造は制御可能ですが、設計が複雑になる場合があります。小分子抗原は、ペプチドやヌクレオチドなどの小分子化合物がほとんどです。それ自体では免疫原性がないため、高分子キャリアと結合して初めて免疫原として使用できます。

ナノ抗体の分子量は非常に小さく、通常約12～15 kDaで、従来のIgG抗体のわずか10分の1です。結晶構造はラグビーボール型で、直径約2.5 nm、長さ約4.2 nmです。この独特な分子構造により、血液脳関門を通過し、組織への浸透が良好で、半減期が短く、腎クリアランスが高くなります。ナノ抗体は、相補的な決定領域とバックボーン領域で構成されています。相補的な決定領域には、CDR 1、CDR 2、CDR 3が含まれます。CDR 3領域の3～28アミノ酸の長さ範囲は、ナノ抗体ライブラリの記憶容量を保証します。従来の抗体のCDR 3領域はわずか8～15アミノ酸であるのに対し、より長いCDR 3を持つCDR 3領域の一部は、抗原表面の隠れたエピトープを特定するのに役立ちました。ナノボディのバックボーン領域はFR 1、FR 2、FR 3、FR 4から構成され、FR 2には4つの親水性アミノ酸変異が導入されています。この変異により抗体の水溶性が向上します。CDR 1とCDR 3間の特殊なジスルフィド結合は、高圧、高温、変性剤などの環境下における抗体の安定性を高め、ナノボディの製造と保存に役立ち、新たな投与方法の可能性も生み出します。