革新的がん特異的抗体の開発の現状と展望
アカデミア発の抗体医薬開発を目指して

加藤幸成

Yukinari KATO

東北大学未来科学技術共同研究センター，東北大学大学院医学系研究科教授
1995 年東京大学薬学部卒業，1997 年東京大学大学院薬学系研究科修士課程卒業後，2004 年山形大学医学部医学科在学中に東京大学大学院薬学系研究科にて博士（薬学）を取得．2005 年山形大学医学部卒業後，2006 年学術振興会特別研究員（PD），2010 年山形大学医学部准教授，2012 年東北大学大学院医学系研究科教授となる．2015 年山形大学大学院医学系研究科にて博士（医学）を取得．2017 年より現職，現在に至る．

1

考えられていた．筆者が大学院生時代に出会った

モノクローナル抗体開発における課
題

gp44 という血小板凝集因子は，マウス大腸がん細2）胞に高発現しており，がんの転移と相関があった．

モノクローナル抗体は，実験的ツールとしてだけ

この gp44 は糖鎖が多く付加しており，血小板凝集でなく，がんや免疫疾患を中心としたあらゆる病気

4）に 重 要 な 役 割 を 果 た し て い る こ と が 示 さ れ た．の診断や治療に活用されている．近年，生体で産生また gp44 に対する特異的抗体により，gp44 によされるイムノグロブリン（IgG など）だけでなく，抗3）
る 血 小 板 凝 集 や が ん 転 移 は 見 事 に 抑 制 さ れ た．

体遺伝子の高度な改変により，低分子化抗体や二重長年，この gp44 の遺伝子が不明であったが，つい特異性抗体など，あらゆるフォーマットが開発されに 2003 年，筆者らはポドプラニン（podoplanin）が1）ており，その開発の勢いは凄まじいものがある．

5, 6）
一方，欧その遺伝子であることを突き止めた．

さらに，抗体薬物複合体（antibody-drug conjugate:

州の研究グループは既に，腎糸球体のポドサイト・キメラ型抗ADC）
・T 細胞誘導療法（BiTE など）（podocyte，たこ足細胞）で本分子を発見し，さら原受容体発現 T 細胞（CAR-T）療法など，抗体の治にリンパ管内皮細胞に特異的に発現していることを療への応用が活発化している．

報告していた．7, 8） ここからポドプラニンに対する®

一方，がん細胞を狙う場合，どんなに抗体を改変しても，あるいは，どんなに強力な抗がん剤付加や免疫細胞誘導を行ったとしても，がん細胞に特異的な抗体でなければ，常に正常組織への毒性が懸念される．しかし，がん細胞のみに高発現している分子は限られており，そのような標的分子はもはや枯渇がん特異的抗体の開発へ向けて，苦労の連続であった．

3

ポドプラニンの機能部位解析

ポドプラニンは C 末端に膜貫通部位を有した Iしたと言われて久しい．本コラムにおいては，この型膜貫通型タンパク質である．以前，鶴尾らによっ標的の枯渇を打開するための独自技術であるがん特て開発された，マウスポドプラニンに対する中和抗異的抗体作製法（cancer-specific mAb 法：CasMab体のエピトープ解析や，詳細な変異実験を実施し，法）について紹介する．

筆者らはポドプラニンの EDxxVTPG という共通配®

2列（PLAG ドメイン）を発見した．5） さらに，PLAGがん細胞に高発現する血小板凝集因子の発見

ドメイン中のスレオニン（Thr）がポドプラニンによる血小板凝集の活性中心であり，種を超えて保存さがん細胞による血小板凝集と血行性転移に相関がれていることが分かった．ポドプラニンはその分子

2, 3）

あ る こ と は， 多 く の 研 究 で 報 告 さ れ て き た．

量の約半分が O 型糖鎖であり，血小板凝集活性によって，がん細胞による血小板凝集を阻害すれば，4）
筆者は糖鎖が重要であることが示唆されていた．

がんの転移を抑制できるという治療戦略も世界中で

らは，糖鎖合成不全の変異 CHO 細胞株を用いるこVol. 55 No. 6 2019537

とにより，PLAG ドメインの Thr に付加されてい一方，ポドプラニンはリンパ管内皮細胞，I 型肺る O 型糖鎖のシアル酸が血小板凝集の活性中心で胞上皮細胞，腎ポドサイト，皮膚基底層など，複数あることを解明した． 次に，質量分析計を用いて

18）
残 念 な が ら，の 正 常 細 胞 に 高 発 現 し て い る．

ポドプラニンの糖鎖構造を解析した結果，ポドプラ

NZ-1 のように少しでも副作用が懸念されるモノク

ニンには 4 つの単糖からなる糖鎖が付加されていローナル抗体は，製薬企業との交渉も進まなかっ

残念ながら，この糖鎖は一般的にどこにでもた．これは全ての標的分子についても該当すること存在するものであり，がんの血小板凝集に特徴のあであり，医薬品開発を目標とした場合には，分子のるものではなかったため，この糖鎖を狙った医薬品機能解析や構造解析をもとにしたモノクローナル抗開発は不可能であった．一方，これらの発見は，そ体の開発には限界があった．そこで筆者らは，2010の後の糖鎖の機能解析を大きく発展させた．近年筆

年に研究室を立ち上げるタイミングで，独自の方法者らは，CRISPR-Cas9 を用いたゲノム編集技術にでがん特異的抗体を開発することとなった．

9）

た．

10）

より種々の糖鎖合成不全株（AMED 創薬等支援技術基盤プラットフォーム事業（PDIS）シリーズ，創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム（BINDS）シリーズ）を作製した．

11）

これらの細胞株を活用する

5

ヒトポドプラニンに対するがん特異的抗体の作製法の開発

がん細胞と正常細胞のポドプラニンは，アミノ酸ことにより，ポドプラニンのような糖タンパク質の配列が全く同じであるため，糖鎖付加やリン酸化な機能解析が行えるだけでなく，抗体のエピトープ解どの翻訳語修飾を狙う必要がある．しかしながら，析も可能となった．ポドプラニンを狙った抗体医薬

質量分析計などの最新機器を駆使しても，がんと正開発を続ける中で，多くの技術やシーズを産み出す常の差を発見することができなかったため，がん細ことができた．東北大学で樹立した細胞株について胞型ポドプラニンが存在するという仮説を立て，まは，BINDS の支援 として無償譲渡しており，興ず抗体を先に作ってから，がん特異的糖鎖付加を証

味のある方は細胞バンク を参照して頂きたい．

明するという逆の戦略を立てた．はじめに，様々な

12）

13）

4

ヒトポドプラニンに対するモノクロー
ナル抗体の開発の歴史

がん細胞株の糖鎖遺伝子を，リアルタイム PCR に19）
各種がより定量し，プロファイリングを行った．

ん細胞株と患者由来がん組織の糖鎖遺伝子プロファ

上述した通り，血小板凝集に重要な糖鎖はあらゆ

イリングを詳細に比較検討した結果，LN229 といるタンパク質に付加されているため，この糖鎖をう脳腫瘍細胞株が，ポドプラニンの発現に適してい狙った中和抗体は，特異的な転移阻害剤にはならなることを見いだした．すなわち，LN229 にポドプい．そこで，がん細胞に高発現したポドプラニンにラニンを発現すると，正常細胞では付加されない糖よる血小板凝集を特異的に抑制する抗体を作製する鎖が付加されることが分かった．ポドプラニンの高ことで，ポドプラニンによるがん転移を抑制できる発現株である LN229/hPDPN をマウスに複数回免という治療戦略を考案した．筆者らは 2006 年に，疫し，LN229/hPDPN に高い反応性を示す抗体を樹ヒトポドプラニンに感度・特異度の高いモノクロー立した（図 1）．さらに，ポドプラニンを内在性に高これまで発現するがん細胞株と，正常細胞株との差をフロー

ヒトポドプラニンに対する多くのモノクローナル抗サイトメトリーで検出した．また，ポドプラニンを体が開発されているが，NZ-1 の親和性はどの抗体高発現するがん細胞と正常細胞の両方が 1 つの切片

さらに，NZ-1 は感度・特異度・親に含まれているがん組織切片に対し，免疫組織染色和性が高いだけでなく，ポドプラニンによる血小板を実施した．これらの複数のスクリーニングは，一カニクイ

見とても単純な作業のように見えるが，全てのスザルを用いた安全性試験によって，毒性がないことテップが重要なノウハウである．これが，がん特異も確認済みである．

的抗体（CasMab®）を樹立するための標準の方法とナル抗体（クローン NZ-1）を開発した．

14）よりも高い．

15）

凝集やがん転移を有意に抑制した．

14, 16, 17）538

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図1

CasMab 法と従来法の比較なった．この方法論により，ポドプラニンに対する参考文献

がん特異的抗体（ クローン LpMab-2 やクローン

1） 津本浩平編，実験医学，36, 1818-1874（2018）．
2） Watanabe M. et al., Cancer Res., 48, 6411-6416（1988）．
3） Sugimoto Y. et al., Cancer Res., 51, 921-925（1991）．
4） Toyoshima M. et al., Cancer Res, 55, 767-773（1995）．
5） Kato Y. et al., J. Biol. Chem., 27, 51599-51605（2003）．
6） 藤田直也ほか，実験医学，23, 353-358（2005）．
7） Breiteneder-Geleff S. et al., Am. J. Pathol., 151, 1141-1152（1997）．
8） Retzbach E. P., Oral Oncology, 78, 126-136（2018）．
9） Kaneko M. et al., J. Biol. Chem., 279, 38838-38843（2004）．
10） Kaneko M. K. et al., FEBS Lett., 581, 331-336（2007）．
11） Kaneko M. K. et al., Cancer Med., 6, 768-777（2017）12） 創薬等先端技術支援基盤プラットフォーム（BINDS），https：//www.binds.jp/
13） 東北大学・加藤研究室・細胞バンク，http：//www.med-tohokuantibody.com/topics/001_paper_cell.htm
14） Kato Y. et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 349, 1301-1307

19）

LpMab-23 ）の樹立に成功した．これらのがん特異20）

21, 22）的 抗 体 は， 抗 腫 瘍 効 果 も 高 い こ と を 証 明 し，ついに製薬企業への導出にも成功した．

6

アカデミア発の抗体医薬開発を目指して

ポドプラニンに対する CasMab® 作製をきっかけとして，筆者は AMED の複数のプロジェクトにおいて，CasMab® の作製に取り組んでいる．現在，
低 分 子 化 抗 体 や 二 重 特 異 性 抗 体 な ど， あ ら ゆ る（2006）．
15） Kato Y. et al., Nucl. Med. Biol., 37, 785-794（2010）．
16） Kato Y. et al., Cancer Sci., 99, 54-61（2008）．
17） Abe S. et al., Cancer Sci., 107, 1198-1205（2016）．
18） Breiteneder-Geleff S. et al., Am. J. Pathol., 154, 385-394（1999）．
19） Kato Y., Kaneko M. K., Sci. Rep., 4, 5924（2014）．
20） Yamada S. et al., Monoclon. Antib. Immunodiagn. Immunother., 36,72-76（2017）．
21） Kaneko M. K. et al., Cancer Med., 6, 768-777（2017）．
22） Kaneko M. K. et al., Monoclon. Antib. Immunodiagn. Immunother., 36,104-112（2017）．

フォーマットの抗体が世界中で開発され，もはや抗体と言えば，通常の IgG という時代ではない．さらに，ADC や CAR-T の技術だけを見ても，世界の多くの企業が新規開発にしのぎを削っている．一方，がん細胞を狙う際に忘れてはいけないのが，がんに対する特異性である．CasMab® 作製では，必ずしも派手な新規技術は必要なく，古典的な技術を大切にすることが重要であることを示してきた．こ
うして作製した CasMab® は，様々な新規技術と結キーワード
モノクローナル抗体，がん特異的抗体，抗体医薬，糖鎖，ポドプラニンびつくことにより，がん患者の QOL を重視した真の革新的抗体医薬へつながると筆者は考えている．

Copyright©2019ThePharmaceuticalSocietyofJapan

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