二重特異性抗体の開発を目的とした、遺伝子改変ヒト化共通軽鎖マウスモデル

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2024年2月8日

Rong, Y ほか 多様なレパートリーを持つ内因性高親和性共通軽鎖抗体を産生する遺伝子改変マウスモデル. 『Antibodies』,2024

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異なる抗原に特異的な2つのFabアームを組み合わせた二重特異性抗体は、前臨床モデルおよび患者においてその有効性が実証されている。IgG様二重特異性抗体の製造において難しい点の一つは、2つの異なる重鎖と2つの異なる軽鎖を正しく組み合わせることである。

本研究では、あらかじめ設計されたIgKモデルを用いて、軽鎖を固定することでこの問題を部分的に克服し、誤った組み合わせの数を減らす方法について述べる。23andMe向けにgenOwayによって生成されたこの共通軽鎖（cLC）モデルを用いて、2つの異なる抗原に特異的であり、かつまったく同じ軽鎖を共有する抗体を発見した。その後、これらの抗体を組み合わせて、さらなる前臨床研究に向けた新たな二重特異性抗体候補の作製に成功した。

cLCマウスは、マウスのIgKJクラスターを、マウスIGKV10-96/KJ1の事前配列に置き換えることで作製された（図1）。 IGKV10-96は、様々な重鎖と効率的にペアを形成する能力、下流のリスクに関連することが知られている残基を含まないこと、およびヒトのIGKV1-33およびIGKV1-27生殖細胞系列と75%の相同性を持つことから選択された。IgKJ1セグメントは、マウスにおいて最も頻繁に使用されるJセグメントであり、IGKV10-96との組み合わせに適していることから選択された。

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cLCマウスとWTマウスでは、IgMおよびIgGの血清力価は同等であった（）が、cLCマウスではIgK濃度がわずかに低かった（図2）。さらに、cLCモデルの軽鎖レパートリーは、主にIGKV10-96由来の軽鎖（99.7%）で構成されていた。

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**Figure 2:** Antibody serum titers in wildtype and pre-arranged cLC C57BL/6 mice. (a) IgM, (b) IgG, and (c) kappa serum concentration of C57BL/6 mice (wildtype, blue, n = 6) and common light chain mice (cLC, red, n = 6). The difference in concentration of IgM and IgG was not significant using Wilcoxon rank tests. The kappa antibody concentration was determined to be significantly different (Wilcoxon rank test, * p-value < 0.05; n.s. not significant).

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OVA、抗原A、または抗原Bを免疫した際、WTマウスとcLCマウスの両方で強力な免疫応答が認められた（図3a）。また、脾臓のB細胞の約90％がカッパ軽鎖を発現しており、B細胞の50～70％が成熟した濾胞性（CD23+/CD21int）B細胞であることが確認された（図3b）。

**図3：** 免疫接種後のB細胞特異的免疫応答の解析；免疫接種マウスの免疫レパートリーの解析（抗原Aを接種した野生型マウス：N = 2、抗原Aまたは抗原Bを接種したcLCマウス：それぞれN = 3）。 (a) ELISAによる抗原Aおよび抗原Bに対する血清抗体価の測定。エラーバーは標準偏差を示す。(b) 各実験群におけるB細胞集団の解析。

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cLCマウスとWTマウスにおいて、Igサブクラスの分布は類似している。抗OVA抗体の大部分はIgG2bおよびIgG2Cアイソタイプであり、約10％がIgG1であった。

**図4：** OVAを免疫された野生型C57BL/6マウス（青、n = 6089）およびcLCマウス（赤、n = 3716）の、シーケンス解析された単一細胞免疫レパートリーにおける**サブクラス** およびIgGアイソタイプの分布

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最後に、著者らは、あらかじめ決定された単一のVκ生殖細胞系列が発現しているにもかかわらず、すべてのVHファミリーが利用されていることから、多様な重鎖レパートリーが維持されていることを示した。cLCマウスでは、WTマウスと比較してレパートリーの制限はごくわずかである一方、クローン型の多様性は両系統間で同程度であった。

これらの結果から、cLCモデルは、共通の軽鎖を用いて高親和性の抗体を生成することを可能にすることで、二重特異性抗体の開発および製造の複雑さを軽減するための有望なツールであることが明らかになった。