Production and Evaluation of Immunoreactivity of Poly Lysine-Tagged Single Chain Fragment Variable (ScFv) Lym-1 Antibody for Direct Conjugation to Fluorescence Dye

형광 물질 직접 표지를 위한 Poly Lysine 도입 Lym-1 단일사슬 항체의 제조 및 면역반응성 평가

Purpose: Small size of recombinant scFv antibody has many advantages such as rapid blood clearances and improved targeting antibodies to tumor region. On the other hand owing to small size, number of amino group is insufficient in conjugation with chelator and fluorescence labeling. This study is to introduce poly lysine tag to the C-terminal end of scFv lym-1 sequence for fluorescence chelator conjugation. Materials and Methods: Poly lysine scFv lym-1 gene, cloned into pET-22b (+) vector, was expressed in E. coli BL21 (DE3) strain. Antibody purification was performed with Ni-NTA column and then size exclusion column chromatography. Expression and purification levels of poly lysine tagged scFv lym-1 antibody were confirmed by western blot analysis. I-124, I-125, I-131 and Tc-99m were used for radiolabeling of purified poly lysine scFv lym-1. Flow cytometry analysis of FIT( conjugated poly lysine scFv lym-1 was performed for confirmation of immunoreactivity of human Burkitt's lymphoma cells. Results: Poly lysine scFv lym-1 antibody was purified through two steps and identified as molecular weight of 48 KDa. Radiolabeling yields of I-124, I-125, I-131 and Tc-99m into poly lysine scFv lym-1 were >99%, >99%, >95% and >99%, respectively. Flow cytometry analysis of poly lysine scFv and scFv lym-1 was showed similar immunoreactivity to human Burkitt's lymphoma cells. Conclusion: Poly lysine tag was useful for the sufficient number of amino groups to scFv lym-1 antibody for chelator conjugation with minimizing loss of immunoreactivity.

목적: 작은 크기의 재조합 단일사슬 항체는 빠른 혈중 제거율과 종양의 항체 집적율이 증가되는 등의 장점을 가지고 있다. 반면에 항체의 작은 크기는 방사성 또는 형광물질의 표지를 위한 킬레이터 결합에 중요한 아미노산 그룹의 감소를 의미하기도 한다. 본 연구에서는 단일사슬 lym-1 염기서열 C-말단에 lysine 아미노산 태그를 삽입하여 형광 물질의 직접표지 및 그 표지수율 증가를 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 대장균 pET-22b (+) 벡터에 재조합 된 lysine 삽입 단일사슬 lym-1유전자는 대장균 BL21 (DE3)에 형질전환하여 발현하였다. 생산된 lysine lym-1 항체는 Ni-NTA 컬럽과 분자량 컬럼을 사용해 정제하였고. 단백질 전기 영동과 western blot을 통해 확인하였다. lysine lym-1 항체에 방사성 동위원소인 I-124, I-125, I-131 과 Tc-99m를 표지하여 그 수율을 확인하였으며 유세포계측기를 사용해 형광물질인 FITC가 직접표지된 라이신 lym-1 항체의 면역반응성을 사람의 버킷 림프종 세포주인 Raji 세포주에서 면역반응성을 확인하였다. 결과 Lysine도입 단일사슬 lym-1 항체는 두 과정의 정제를 통하여 획득하였으며 그 크기는 약 48 KDa이었고, 방사성동위원소인 I-124, I-125, I-131과 Tc-99m의 표지수율은 각각 >99%, >99%, >95%, >99%로 확인되었다. 유세포계측을 통한 lysine 도입 단일사슬 lym-1항체의 면역반응성은 기존의 단일사슬 lym-1항체와 유사함을 확인하였다. 결론: 재조합 lym-1 항체에 형광 물질을 직접 표지하기 위한 lysine 아미노산의 도입은 항체의 면역반응성 감소를 최소화 시키면서 직접표지 수율을 증가시킬 수 있는 유용한 방법임을 확인하였다.