ニワトリ

ヒトの生体分子を抗原とする抗体を作製する場合、同じ哺乳類であるマウスでは抗体を産生できないケースがあります。その場合、哺乳類以外の動物種の利用を検討しなければなりません。

ニワトリを含む鳥類は約3億年前に哺乳類と分岐進化しており、マウスやラットとは異なる免疫特性を有していながら、高い免疫機能を有しています。この特徴を活かせば、ヒト・マウス間では相同性が高く抗体を取得できないケースでも、ニワトリを利用して抗体を取得できる可能性が高まるでしょう。

この記事では、ニワトリによるモノクローナル抗体作製の特徴について詳しく解説します。

ニワトリのモノクローナル抗体探索・取得の特徴

マウスでモノクローナル抗体を取得できない場合であっても、ニワトリを利用すれば目的の抗体を取得できる可能性があります。免疫動物としてのニワトリの特徴を詳しく解説します。

哺乳類とは異なる特徴の抗体がある

哺乳類の抗体は、IgG、IgM、IgA、IgD、IgEの5種類です。一方、鳥類にはIgY、IgM、IgAの3種類の抗体が存在します。このうち哺乳類のIgGに相当する抗体はIgYで、ニワトリの抗体の中で大きな割合を占め、免疫で主要な役割を果たしています。

IgYは、構造的・機能的にはIgGとは異なる部分がありますが、IgGと同じようにモノクローナル抗体を生成可能です。さらに、IgG抗体に比べて抗原に対する特異性と親和性が高く、生産もしやすいなどの利点を持っています。

参照:鳥類の発現するIgGの糖鎖構造:生物種間で保存されている糖鎖と多様な糖鎖│新潟大学

交差反応性が低い

ヒト・マウス間では交差反応性を示すような場合でも、ニワトリを利用すれば容易にモノクローナル抗体を作製できます。また、哺乳類のFc受容体に結合せず補体を活性化しない点も大きな特徴です。

集中飼育管理が可能

ニワトリは家禽として長い飼育の歴史があります。飛翔力が弱く、広めのケージでまとめて飼育できるので、実験動物としても容易に管理可能です。

ただし、他の動物種と同じく、実験の内容によっては拡散防止措置をとらなければなりません。また、過密飼育や高温多湿の環境下では抗体産生能力が低下する可能性があるので、ストレスのない環境で飼育する必要があります。

参照:ニワトリを用いた抗体の作製法│九州大学大学院医学研究室
参照:[各種動物の拡散防止措置の要件]②│遺伝子研究安全管理協議会

卵を利用した抗体収集が可能

卵を利用して抗体を作製できることは、ニワトリの大きな利点です。

鳥類では母体で生成した抗体が血液を通して卵黄中に大量に輸送され、ヒナの免疫力を向上させる母子免疫の仕組みが存在します。この仕組みを利用すれば、効率的かつ非侵襲的にモノクローナル抗体を作れます。1つの鶏卵で約80〜120gのIgYを生成可能です(※)。

※出典:ニワトリを用いた抗体の作製法│九州大学大学院医学研究室

フュージョンパートナーが少ない

ニワトリを用いたモノクローナル抗体作製では、マウスにはない課題も存在します。代表的な課題の1つが、細胞融合のパートナーの問題です。ハイブリドーマを作る際、マウスではミエローマ細胞を利用すれば比較的簡単に作成可能ですが、ニワトリでは適当なフュージョンパートナーが少なく、また作成効率もそれほど高くありません。

ニワトリの特異的抗体の作製方法

ニワトリの特異的抗体の作製にはいくつかの方法が確立されています。以下の項目で代表的なニワトリモノクローナル抗体の作製方法を紹介します。

ハイブリドーマ法

ハイブリドーマ法は、抗体を産生するB細胞に、無限に増殖する細胞を融合させて特異的な抗体を増殖させる方法です。マウスやラットなどでは一般的な方法ですが、ニワトリでも用いられます。しかしニワトリの場合、前述のようにマウスに比べてフュージョンパートナーが少なく、ハイブリドーマの融合効率が低いなどの問題点があります。

参照:3.ニワトリモノクローナル抗体作製およびファージ ディスプレイ技術を用いたウサギモノクローナル抗体作製 -取得困難な抗体作製を目指して-│谷本学校 毒性質問箱
参照:科学研究費補助金研究成果報告書│岡山大学

ALAgene®法

ALAgene®法は、株式会社ファーマフーズが開発したニワトリ・モノクローナル抗体の作成技術です。ALAgene®法では、まず免疫を行ったニワトリの脾臓からRNAを抽出してファージライブラリを作製した後、scFv抗体のスクリーニングを実施します。次に塩基配列の解析などで候補クローンを確定し、二価抗体へ組換えを行ったリコンビナント抗体を作ります。これまで、ヒト血清タンパク質や膜タンパク質、脂質やガン関連酵素など、数多くの抗体がALAgene®法で作られてきました。

参照:ニワトリを用いたモノクローナル抗体作製│株式会社ファーマフーズ・アプロサイエンスグループ

ファージディスプレイ法

哺乳類と同様に、ファージディスプレイ法によってもニワトリモノクローナル抗体を作成できます。ニワトリの場合、ファブリキウス嚢や免疫脾細胞が利用されます。

ファブリキウス嚢は、B細胞の生成・増大を行う鳥類特有の器官です。哺乳類での生成方法と大きく異なるのは、鳥類にはV遺伝子、J遺伝子が1つしかない点です。VH抗体遺伝子、VL抗体遺伝子の増幅にはそれぞれ一対のプライマーしか必要ありません。

参照:ニワトリモノクローナル抗体の新展│国立医薬品食品衛生研究所

モノクローナル抗体取得には抗体作製受託会社の利用も検討しましょう

マウスでモノクローナル抗体が取得できないのであれば、ウサギ、ニワトリ、ラクダなど他の動物の採用を検討しなければなりません。それぞれの動物種にメリットとデメリットがあるため、抗体取得の目的に合わせて動物種を選択することが重要です。

抗体取得に困っている場合は、抗体作製を受託している会社に依頼するのも手です。それぞれの会社に得意・不得意があるため、抗体作製を依頼する際には、各会社のサービスや技術の内容を事前によく理解しておきましょう。

以下のページでは、抗体作製を依頼する際に知っておくべき情報をまとめています。「目的の抗体が取れない」「どこに依頼してよいか分からない」などでお困りの方は、ぜひご覧ください。

【39社で比較】
モノクローナル抗体作製
受託サービス会社一覧

【動物を知る】
欲しい抗体を取得できるのは
どの動物?

定番のマウスやラット以外の動物にはどういう特徴があり、どんな抗体を得られるのか。ここではその違いを詳しくまとめました。

 
親和性・特異性の高い抗体を取得できる
ウサギ

ウサギモノクローナル抗体は
こんな目的におすすめ

  • 高い親和性と特異性を活かした免疫染色を実施したい
  • わずかな違いのある抗原を見分け、低分子抗原を高感度に検出したい
  • 高感度な診断薬を開発したい

ウサギモノクローナル抗体の特徴

  • 特異性・親和性が高い
  • 抗原認識能が多様
  • 低分子・糖脂質などに対しても反応性を示す

ウサギモノクローナル抗体の
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哺乳類では得られない
抗体を取得できる
ニワトリ

ニワトリモノクローナル抗体は
こんな目的におすすめ

  • 相同性が高く、哺乳類では得られなかった抗体を取得したい

  • IgY抗体を取得したい

ニワトリモノクローナル抗体の特徴

  • ヒト・マウス間で交差反応性を示す
  • 哺乳類のFc受容体に結合せず補体を活性化しない
  • 哺乳類のIgGと交差反応しない

ニワトリモノクローナル抗体の
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タンパク質工学的な改変
に向く抗体を取得できる
ラクダ科動物

ラクダ科動物モノクローナル抗体は
こんな目的におすすめ

  • 安定性の高いVHH抗体を取得したい
  • 低分子抗体を取得したい
  • 多価抗体や多重特異性抗体を作製したい

ラクダ科動物モノクローナル抗体の特徴

  • 温度やphに対して安定性の高いVHH抗体
  • 微生物を用いた低コスト生産が可能
  • 多価抗体や多重特異性抗体などの改変が容易

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ヒトの体内で機能する
抗体を取得できる
ヒト

ヒトモノクローナル抗体は
こんな目的におすすめ

  • 医薬品開発に適した抗体を取得したい
  • 感染症の感染者から感染ウイルス等を中和する抗体を同定したい
  • 自己免疫疾患の発症機構を解明したい

ヒトモノクローナル抗体の特徴

  • ヒトの体内で免疫応答を引き起こす可能性が低い
  • ヒトの体内に実在する抗原に対する抗体である

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なぜウサギから、高性能のモノクローナル抗体を取得できるのか?

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