ここでは、ADCCバイオアッセイキットを使用した抗体依存性細胞媒介性細胞毒性(ADCC)アッセイのプロトコールを紹介します。この方法は、がん免疫療法におけるADCCメカニズムの解明と抗体の治療可能性を評価するための貴重なツールを提供します。
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方法論記事
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ここでは、ADCCバイオアッセイキットを使用した抗体依存性細胞媒介性細胞毒性(ADCC)アッセイのプロトコールを紹介します。この方法は、がん免疫療法におけるADCCメカニズムの解明と抗体の治療可能性を評価するための貴重なツールを提供します。
抗体依存性細胞性細胞傷害(ADCC)の方法は、がん免疫療法における治療用抗体の有効性を評価するための重要なツールです。がん細胞におけるADCC活性の評価は、抗体ベースの治療法の開発と最適化に不可欠です。本研究では、甲状腺がん細胞をエフェクター細胞としてADCC反応を定量的に評価するために、ADCCバイオアッセイキットを活用する方法論的アプローチを提案する。このプロトコルでは、治療用抗体の存在下で、エフェクター細胞と標的がん細胞を異なる比率で共培養します。この実験で使用したADCCバイオアッセイキットには、活性化T細胞の核因子(NFAT)応答要素の制御下でルシフェラーゼレポーター遺伝子を発現する遺伝子改変エフェクター細胞が含まれています。標的細胞上の表面抗原が抗体やエフェクター細胞と結合すると、エフェクター細胞はルシフェラーゼを放出し、発光シグナルの測定による細胞毒性の定量化が可能になります。従来のADCCアッセイとは対照的に、この方法は標的抗原と抗体およびエフェクター細胞との結合を証明し、短期間で信頼性の高い結果を得ることができます。
抗体依存性細胞媒介性細胞傷害性(ADCC)は、抗体が免疫介在性細胞死害効果を発揮する重要なメカニズムです1,2,3。免疫細胞は、治療用抗体に結合することによって活性化され、抗体は標的細胞の表面抗原と相互作用してグランザイム、パーフォリンを放出し、標的細胞死につながります。これらの免疫細胞には、ナチュラルキラー(NK)細胞と好中球2,3,4,5,6,7が含まれます。ADCCアッセイは、治療用抗体8,9の有効性を評価するための重要なツールとなっています。
従来のADCCアッセイでは、末梢血単核細胞(PBMC)またはナチュラルキラー細胞をエフェクター細胞として使用し、標的の細胞死率を定量することで治療用抗体の有効性をモニタリングしていました。本法では、ルシフェラーゼレポーター遺伝子を発現する遺伝子改変エフェクター細胞を、Nuclear Factor of Activated T-cell(NFAT)応答エレメントの制御下で配合したADCCバイオアッセイキットを用いています。次に、標的細胞上の表面抗原と抗体およびエフェクター細胞との結合を定量化します。この方法は、ヒトPBMC細胞を必要とせずに短時間で起こるADCC反応に基づいています。実験ステップには、治療用抗体の存在下でのエフェクター細胞と標的細胞の共培養が含まれます。
インキュベーション中、治療用抗体は標的細胞の表面上の標的抗原に結合し、エフェクター細胞と抗体のFcフラグメントが結合します。これにより、NFAT応答素子が活性化され、ADCC反応の定量的評価のための発光シグナルが放出されます。
実験を行う前に、標的細胞における標的抗原の発現をフローサイトメトリーまたはウェスタンブロッティングのいずれかで確認する必要があります。標的細胞を培養し、実験前に24時間96ウェルプレートに継代します。異なる濃度の治療用抗体を、エフェクター細胞の異なる細胞数とともに添加し、計算されたエフェクター対標的細胞比を達成します。
この方法の主なステップには、(1)標的細胞とエフェクター細胞の調製、(2)エフェクターと標的細胞の比率、(3)異なる濃度の抗体の調製、(4)インキュベーション期間の変動などがあります。インキュベーション後、発光シグナルはルミノメーターを使用して測定され、ADCC活性の定量的な読み出しが得られます。ADCCを測定する他の方法と比較して、この方法は操作が比較的簡単で、結果は正確です。
ADCCレポーターバイオアッセイは、標的抗原、治療用抗体、および免疫細胞がADCC経路の活性化に結合することを示しています。この結合は、安定して発現するFcγRIIIa受容体であるV158(高親和性)バリアントを持つエフェクター細胞操作Jurkat細胞のNFAT経路を介して遺伝子転写を活性化します。NFAT応答要素は、エフェクター細胞10,11におけるルシフェラーゼの発現を媒介する。ADCCの作用機序(MOA)における抗体の生物学的活性は、NFAT経路から生成されるルシフェラーゼシグナルを通じて定量されます。エフェクター細胞(FcγRIIIa受容体発現ジャーケット細胞)のルシフェラーゼシグナルを発光リーダーを用いて定量します(図1)。アッセイのS/N比は高いです。
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1. 標的細胞におけるEGFRおよびVEGFR発現の検出
注:ウェスタンブロッティングを使用して、標的細胞における標的抗原の発現を検出します。
2. 標的細胞の調製
3. 抗体の濃度を変化させるための調製
4. エフェクター細胞の調製
5. エフェクター細胞と抗体細胞および標的細胞とのインキュベーション
6. ADCC活動の定量的な読み出し
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標的BHT-101およびSW-1736細胞におけるEGFRおよびVEGFRの発現をウェスタンブロッティングを用いて検出しました。BHT-101細胞とSW-1736細胞の両方でEGFRの発現が検出されましたが、VEGFRの発現は検出されませんでした(図3)。
ADCCバイオアッセイキットを用いて、EGFR陽性細胞株BHT-101およびSW-1736を標的細胞として、抗EGFR抗体セツキシマブのADCC反応を検出しました。VEGF不活化剤であるベバシズマブは、ネガティブコントロール抗体として使用されました。異なる濃度の抗体およびエフェクター細胞を標的細胞とインキュベートした。発光信号は、プレートリーダーを使用して検出しました(図2)。セツキシマブ(抗EGFR抗体)群ではADCC活性誘導の倍率が高いことが認められましたが、ベバシズマブ(VEGF拮抗薬)では両細胞株のADCC活性は見られませんでした。これにより、両細胞株のEGFR細胞外膜抗原を標的としたADCC効果が実証...
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ここでは、治療用抗体のADCC反応を評価するためのADCC Bioassay法について紹介しました。この方法は簡単で、測定に単純な「追加-ミックス-読み取り」形式を採用しています。
実験を行う前に、標的細胞における標的抗原の発現をフローサイトメトリーまたはウェスタンブロッティングのいずれかで確認する必要があります。フローサイトメトリーは、表面抗原を検出するためのより優れたツールとなるでしょう。しかし、フローサイトメトリーを使用すると、細胞にストレスがかかり、アポトーシスを引き起こし、細胞の生存率、ひいては全体的な解析に影響を与える可能性があります。さらに、ウェスタンブロッティングよりも高価です。この実験では、標的抗原が既知の細胞表面抗原であるため、より迅速で費用対効果の高い方法としてウェスタンブロッティングを使用しました。
エフェクター細胞として、FcγRIIIa受容体、V158(高親和性)変異体、ホタルルシフェラーゼの発現を駆動するNFAT応答因子を安定...
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すべての著者は、利益相反がないことを宣言します。
この度は、本研究をご支援いただいたZeng教授(IMCB, A*STAR)に感謝いたします。本研究は、中国国家自然科学基金会(NSFC)(82202231)の青年基金会、および中国浙江省医学健康科学技術プロジェクト(2021KY110,2024KY824)の支援を受けて行われました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.5% トリプシン-EDTA | Gibco | 15400-054 | PBSで10倍希釈して0.05%トリプシン |
| を作る 1x トリスバッファー生理食塩水(TBS) | 1st BASE | BUF-3030-1X1L | ウェスタンブロッティングでのメンブレン洗浄用 |
| 1.5 Mトリスバッファー、pH 8.8 | 1st BASE | BUF-1419-1L-pH8.8 | SDSゲル調製用 |
| 2-メルカプトエタノール | Sigma Aldrich | M7522-100ML | のサンプル調製用ウェスタンブロッティング |
| 30% アクリルアミド/ビス溶液 | Bio-Rad | #1610158 | SDSゲル調製用 |
| 4x Laemmli Buffer | Bio-Rad | #1610747 | ウェスタンブロッティング |
| 96ウェル白色ポリスチレンマイクロプレート、透明平底 | コーニングインコーポレイテッド | 3610 | ADCC アッセイ用 |
| ADCC バイオアッセイ エフェクター細胞 (0.65 mL) | Promega | G7011 | ADCCレポーターバイオアッセイコアキット(Promega G7010)、1 x 1バイアル |
| ADCCレポーターバイオアッセイコアキット | Promega | G7010 | この実験でADCCアッセイ用のADCCバイオアッセイキットとして言及 |
| 過硫酸アンモニウム | Sigma | Aldrich A3678-25G | SDSゲル調製用 |
| ベバシズマブ(ヒト化抗VEGF抗体) | MVASI-ADCC | アッセイ | |
| のネガティブコントロール抗体として使用BHT-101 | ライプニッツ研究所 DSMZ | ACC279 | ヒト未分化甲状腺乳頭がん細胞株 |
| Bio-Glo ルシフェラーゼアッセイバッファー | Promega | G7941 | ADCC レポーターバイオアッセイコアキット (Promega G7010) に含まれ、1 x 10 mL |
| Bio-Glo ルシフェラーゼアッセイ基質 (凍結乾燥済み) | Promega | G7941 | ADCC レポーターバイオアッセイコアキット (Promega G7010)、1 x 1 バイアル |
| セルスクレーパー | GenFollower | GD00235 | 培養フラスコから細胞を除去するには |
| セツキシマブ (キメラ抗EGFR抗体) | ERBITUX-ADCC | アッセイの治療用抗体として使用 | |
| 化学発光HRP基質 | メルクミリポア | WBKLS0500 | ウェスタンブロッティングにおけるタンパク質検出用 |
| 蒸留水 | Gibco | 15230-162 | SDSゲル調製用 |
| ウシ胎児血清(FBS) | Gibco | 10270-106 | 培地サプリメント |
| iBright CL1500イメージングシステム | Thermo Scientific | 2462621100038 | ウェスタンブロッティング |
| L-グルタミン、200 mM | Gibco | 25030-081 | 培地サプリメント |
| 低IgG血清 | Promega | G7110 | ADCC レポーターバイオアッセイコアキット(Promega G7010)、1 x 4 mL |
| Megafuge 8R | Thermo Scientific | 42876589 | Centrifuge |
| Mouse 抗 EGFR モノクローナル抗体 | BD Biosciences | 610016 | ウェスタンブロッティング中の一次抗体 |
| マウス抗VEGFRモノクローナル抗体 | BD Biosciences | 571194 | ウェスタンブロッティング中の一次抗体 |
| 非酵素的細胞解離バッファー | Sigma Aldrich | C5789-100ML | T75フラスコからの細胞回収用 |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | PAN Biotech | P06-07100 | 抗菌剤培地 |
| リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、pH 7.2、滅菌ろ過 | 1st BASE | CUS-2048-1x1L | 細胞の洗浄液として使用 |
| Pierce BCAアッセイキット | Thermo Scientific | 23225 | タンパク質濃度の測定 |
| プロテアーゼおよびホスファターゼ阻害剤 | Thermo Scientific | A32959 | ウェスタンブロッティングPVDFのサンプル調製におけるタンパク質消化用 |
| メンブレン(Immobilin-P) | Merck Millipore | IPVH00010 | ウェスタンブロッティング |
| 抗マウスIgG、Fc&γにおけるタンパク質転写用;HRP標識二次抗体 | Jackson ImmunoResearch | 315-035-046 | ウェスタンブロッティング中の二次抗体 |
| ロズウェルパークメモリアルインスティテュート(RPMI) 培地 | Capricorn Scientific | RPMI-XA | 細胞培養培地 |
| RPMI-1640 | プロメガ | G7080 | ADCC レポーターバイオアッセイコアキット(プロメガ G7010)、36mL |
| スキム粉乳 | 1個 メルクミリポア | 70166-500G | ウェスタンブロッティングにおける膜ブロッキング用 |
| ドデシル硫酸ナトリウム | 1st BASE | BIO-2050-500g | SDSゲル調製用 |
| SW-1736 | Cytion | 300453 | ヒト甲状腺扁平上皮がん細胞株 |
| T75培養フラスコ | SPL ライフサイエンス | 70075 | 細胞培養フラスコ |
| Tecan マルチモードリーダーモデル Spark 10M | Tecan | 1607000294 | ルミニセンス定量 |
| TEMED | Bio-Rad | #1610801 | SDSゲル調製用 |
| Tween-20 | Promega | H5151 | ウェスタンブロッティングにおけるメンブレン洗浄用 |
| Vi-cell XR細胞生存率分析装置 | ベックマン・コールター | AL15072 | セルカウンター |
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