쥐의 단일클론항체는 기초연구에 뿐만 아니라 질병의 진단시약으로서도 광범위하게 유용되어 왔다. 반면, 쥐의 단일클론항체를 인체에 임상적으로 사용하는 것은 인체에 면역반응을 유발시킨다는 근본적인 문제점 때문에 어려운 일이라 인식되어 왔다. 그러나, 최근 2-3년간 유전자 기술과 단백질공학적인 방법에 의하여 쥐의 단일클론항체를 인간화시키거나 항체절편의 생산을 시도하게 되어, 단일클론항체의 임상적인 이용에 대한 가능성이 긍정적으로 진단되고 있다. 본 난에서는 항체의 구조와 기능을 간략히 살펴보고, 최근 항체의 단백질공학에 대한 경향과 방법 및 engineered 항체의 특성들에 관하여 논의하고자 한다.
Human placental alkaline phosphatase (PLAP), one of the oncofetal antigen was purified from placentas through the procedures including butanol extraction, concanavalin A-Sephar-ose, DEAE-cellulose and Sephadex G-200 gel chromatography. Monoclonal antibodies (fibs) against human PMP were produced by hybridizing SP 210-Ag 14 mouse myeloma cells with spleen ceils of Balblc mice immunized with PLAP. Six stable monoclones uvere obtained by cloning tuvice in serial dilutions, and the monoclonal speclfidty of these MAbs was confirmed by biochemical and immunonogical criteria. Tumor marker의 하나인 태반형 alkaline phosphatase(PLAP)에 대한 단일 클론항체의 생산과 분석을 위하여, 태반조직을 재료로 butanol 추출법 및 concanavaline A-Sepharose, DEAE-cellulose, Sephadex G-200 gel 크로마토그라피법에 의하여 PLAP를 순수 분리하였다. 이를 항원으로 하여 하이브리도마 방법에 의해 항-PLAP 단일 클론항체를 생산 분비하는 안정된 6클론세포를 얻었으며 생화학적 및 면역학적 분석방법으로 이들의 단일 클론성을 확인하였다.
본 논문에서는 10% fetal bovine serum(FBS)를 첨가한 RPMI 1640배지에 비하여 간염바이러스 표면항원에 대한 단일클론항체 생산에 있어서 효과적은 무혈청 배지에 낮은 온도의 혈청을 첨가하여 하이브리도마_2_c3.1 세포에서 그 효과를 조사하였다, 세포성장관 단일클론항체 생산을 증가시키기 위하여 기본 무혈청배지와 RPMI 1640 배지성분들의 농도를 균형있게 강화시킨 배지를 2:1(v / v)로 혼합하여 농축배지를 조성하고, 이 배지에 2mg / ml 인혈청 알부민 $5\;{\mu\textrm{g}}\;/\;ml$ insulin, $5\;{\mu\textrm{g}}\;/\;ml$ tran-sferrin, $10\;{\mu\textrm{g}}\;/\;ml$ monoethanolmine 등의 몇가지 무혈청 첨가물들을 첨가하였다. 이 농축 배지에 fetal bovine serum(FBS)과 supplemented bovine calf serum(sBCS)을 첨가하였을때의 세포성장과 단일클론항체 생산을 비교하여 FBS농도를 변화하여 세포성장과 단일클론항체생산의 증가를 시도하였다. 0.5%를 농축배지에 첨가함으로써 세포성장과 단일클론항체생산의 증가를 보았다. 최대 세포농도는 $3.06{\times}10^6$ cells / ml이었으며, 이때 생산된 단일클론항체는 10% FBS배지의 $43.0\;{\mu\textrm{g}}\;/\;ml$ 무혈청배지의 $50\;{\mu\textrm{g}}\;/\;ml$보다 3배이상 높은 $159.7\;{\mu\textrm{g}}\;/\;ml$이 생산되었다.
Allomyces macrogynus의 유주자에 대한 단일클론항에를 만들었다. 고정된 유주자를 주사하거나 유주자 단백질 용액을 주사함으로서 생쥐를 면역화 하였으며, 하이브리도마 세포들은 효소면역흡착법을 이용하여 검색하였다. 약 30개의 하이브리도마 클론이 유주자에 대한 항체를 생산하는 것으로 확인 되었으며, 이들중 일부는 단일세포클론으로 분리되었다. 이들이 만들어내는 항체는 정제되어, 간법면역형광법에 의하여 유주자의 표면에 반응하는 항체로 확인되었다. 또한, 하이브리도마 배양상등액을 이용하여 유주자의 성장에 영향을 미칠 수 있는 클론을 조사하여 보았다. 조사한 배양5상등액중 두가지의 하이브리도마에서 얻은 배양상등액이 germ tube 의 성정을 촉진하는 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 효소면역진단법을 이용하여 사람의 아포지단백질 A-I에 대한 단일클론항체의 해리상수 (Kd)를 측정하고자 하였다. 먼저 단일클론항체와 항원을 평형에 도달할 때까지 액체상에서 반응시킨 후, 평형상태에서 항원과 결합하지 못하고 남아있는 항체를 미세적정판에 결합되어 있는 항원과 반응시킨다. 그 다음 결합된 항체의 양이 효소면역분석법에 의하여 측정한다. 본 실험방법 을 이용하여 측정된 아포지단백질 A-I에 대한 단일클론항체의 해리상수는 정제된 형태의 경우 0.625$\times$$10^{-9}$이었으며, 정제되지 않은 하이브리도마 배양액의 경우 0.720$\times$$10^{-9}$이었다. 이 방법은 간단하고 재생성이 높으며, 정확하고 방사선 동위원소를 사용하지 않는 등 많은 장점을 가진 것으로 생각된다.
adr 아형 B형 간염바이러스의 preS2염기서열을 베타갈락토시다세 유전자에 연결시켜 클론닝한 후, 융합단백질의 형태로 대장균에서 발현시켰다. 한국인 간염환자로부터 분리된 표면항원으로 유도한 단일 클론항체 H8는 preS2에 특이성을 지니고 있으며, 상기의 융합단백질과 특이적으로결합하였다. 이 단일 클론항체는 adw2아형 preS2 융합단백질과는 단지 낮은 수준의 결합성을 보여주었는데, 이와 같은 단일클론항체 H8의 adr 아형과 adw2아형에 대한 결합성의 차이는 preS2부위의 아미노산 차이에 기인한다고볼 수 있다.
하이브리도마의 회분식 배양에서 세포증식 속도가 기질의 소비 속도나 단일클론 항체의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 세포의 증식속도를 조절하는 방법으로는 다음 3가지를 이용하여다. 1)배양액내 혈청의 농도를 낮추는 방법, 2) 배양온도를 낮추는 방법, 3)세포증식 억제제를 첨가하는 방법, 실험결과에 따르면 위의 세가지 방법에 의해 세포증식 속도가 20~50% 감소하는 동안 기질의 소비속도와 암모니아의 생성 속도는 40%까지 감소하였다. 반면에 단일클론 항체의 최종농도는 하이브리도마 세포의 증식이 저해되지 않았을 경우데 비해 100%까지 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 이 결과는 하이브리도마 배양에서 단일크론 항체 생산의 증가에 유용한 방법으로 이용 될 수 있다.
GABA shunt에 관여하는 두 가지 효소인, GABA transminase와 Succinic semialdehyde reductase에 대한 단일 클론 항체를 생산하고 이들 항체의 특성을 살펴보았다. 소의 뇌에서 순수 정제된 효소를 동물에 주사한 후 immunodot-blot 분석법에 의하여 일차적으로 항체를 분비하는 hybridoma를 골라낸 후 생산된 단일 클론 항체가 특이적으로 이들 효소와 반응하는 가를 알아보기 위하여 Western blot 분석을 실시하였다. 뇌조직에서 추출한 총단백질을 SDS 전기영동법에 의하여 분리한 후 이들 항체를 처리한 결과, GABA-T에 대한 항체는 특이적으로 분자량이 50kDa에 해당하는 단백질 밴드만을 인지하였고 SSA reductase에 대한 항체의 경우 분자량이 34kDa 크기의 단백질 밴드와 반응하였다. 이들 분자량은 순수 정제된 소뇌의 효소 단백질의 크기에 해당하는 것을 확인하였다. 이들 소뇌의 효소에 대한 항체를 추적물체로 사용하여 다른 포유동물자 조류의 효소와 비교하는 cross-reactivity 연구를 수행하였다. 소, 돼지, 토끼, 쥐 (rat), 개, 고양이 그리고 닭의 뇌를 제거한 후 총단백질을 추출하고 Western blot을 해본 결과 GABA transaminase의 경우 조류를 제외하고 다른 포유동물에서는 같은 분자량의 단일 단백질 밴드를 확인하였고 SSA reductase의 경우 조류를 포함하는 모든 동물에서 같은 분자량의 밴드를 확인하였다 이상의 결과로 미루어 보아 포유류 뇌에 있는 이들 효소들은 변역학적으로 아주 유사하다고 사료된다.
배양 중의 골격근 세포는 증식을 거쳐 세포융합을 통해 다핵세포로 분화되므로 세포분화의 연구에 좋은 모델로서 이용되고 있다. 이전 실험에서 근원세포 융합을 억제하는 단일클론항체(MII-3J31)가 제작되었으며(Kim et al., 1992)이 항체에 대한 항원은 분자량이 약 35 kDa인 세포막 단백질로 추정되었다. 본 실험에서는 13일 계배와 성체의 근섬유 mRNA에서 CDNA라이브러리를 제작하여 근원세포 분화에 특이적으로 나타나는 유전자를 추적하였다. 근원세포 융합에 관여하는 단백질에 대한 CDNA는 계배 13일 째의 근원세포 CDNA라이브러리에서 단일클론항체를 사용한 immunoscreening 방법을 이용하여 확인하였다. 이 CDNA의 크기는 약 1.5 kb였다. 한편 13일 계배와성체 근섬유 CDNA 라이브러 리를 이용하여 13일 계배에만 특이하게 유전자 발현 이 일어 나고 성체에서는 나타나지 않는 약 0.8 kb의 CDNA플 찾았다.
본 연구의 목적은 Streptococcus mutans의 Ag I/II와 glucosyltransferase에 대해 개발된 단일클론항체를 사용한 타액 내 Streptococcus mutans 검출의 효용성을 평가하기 위함이다. 세 군(성인, 미성년자, 그리고 교정치료중인 미성년자)을 대상으로 DMFT, $Dentocult^{(R)}$-SM strip mutans를 이용한 타액내의 colony density (CFU/mL), polymerase chain reaction을 이용한 Sreptococcus mutans와 Sreptococcus sobrinus의 존재여부, 그리고 4가지 단일클론항체를 사용한 타액 내 Streptococcus mutans 검출 실험을 시행하였다. 그 결과 Streptococcus mutans가 Streptococcus sobrinus보다 치아우식 형성에 더 주요하게 작용한다는 것을 입증하였으며, glucosyltransferases (gtf B, gtf C, gtf D)와 Ag I/II에 대한 단일클론항체들의 Streptococcus mutans를 검출해 내는 능력이 $Dentocult^{(R)}$-SM strip mutans나 polymerase chain reaction을 사용한 검출법보다 뛰어남을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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