プロテオミクス及び構造生物学的アプローチ等を用いたバイオ医薬品の特性解析・品質評価技術の開発

文献情報

• 文献番号: 200614037A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: プロテオミクス及び構造生物学的アプローチ等を用いたバイオ医薬品の特性解析・品質評価技術の開発
• 課題番号: H16-創薬-043
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 川崎 ナナ(国立医薬品食品衛生研究所)

研究分担者(所属機関)

• 川西　徹(国立医薬品食品衛生研究所)
• 石川　リカ(キリンビール株式会社医薬カンパニー生産本部研究所)
• 古賀　明子(中外製薬株式会社分析技術研究部)
• 菅原　敬信(財団法人化学及び血清療法研究所菊池研究所)
• 山口　秀人(アステラス製薬株式会社製剤研究所)
• 木村　徹(大日本住友製薬株式会社ゲノム科学研究所)
• 矢野　敬一(協和発酵工業株式会社バイオフロンティア研究所)
• 長谷　純宏(大阪大学大学院理学研究科)
• 掛樋　一晃(近畿大学薬学部)
• 加藤　晃一(名古屋市立大学大学院薬学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 17,500,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

ゲノム情報やバイオインフォマティクスなどの革新的創薬技術を活用した画期的なバイオ医薬品開発が進み，多くの製品が上市されるようになってきた．しかしその一方で，バイオ医薬品の我が国の開発力の低下が指摘されている．世界的にバイオ医薬品の開発競争が激化する中で日本の国際競争力を高めるため，あるいは，優れた医薬品を迅速に臨床の場に提供するためには，バイオ医薬品開発の初期段階から承認審査に至る開発全般に渡る迅速化・効率化，とりわけ，特性解析/品質評価技術の開発，規格及び試験法の国内整備，並びに国際調和が望まれている．本研究では，プロテオミクスの技術を中心とした最先端のタンパク質特性解析技術を取り入れた迅速かつ効率的なバイオ医薬品の特性解析・品質評価法を開発する．

研究方法

試料としてインスリン，インスリンアナログ，各種抗体，遺伝子組換え型インファーフェロンアルファ等を用いた．MS装置は四重極飛行時間型, 三連四重極型，ｲｵﾝﾄﾗｯﾌﾟ/FT型等を用いた．NMR装置はECA-920を用いた．

結果と考察

MSを用いたバイオ医薬品の一次構造確認，糖鎖解析，高次構造解析，及び不均一性解析を行い，MSがバイオ医薬品の特性解析/品質評価法として応用可能であること，並びに，糖鎖蛍光標識法及び各種LCは，糖鎖プロファイリングや糖鎖構造解析法として優れていることを確認した．今後，本研究の成果を，MSや糖鎖試験法の国内標準化や国際調和に役立てたいと考えている．また，高次構造評価法及び動物を用いない生物学的性質評価法を検討し，NMRやMSを利用した高次構造評価法は，バイオ医薬品の品質保証や製剤の処方設計への適用が可能であることが示唆された．さらに，抗体医薬品の酸化，N末端のピログルタミン酸形成，及び糖鎖に起因する不均一性評価法を確立した．抗体医薬品の不均一性は，活性や抗原性に影響を与える可能性があるため，本研究の成果は，構造特性解析や安定性評価に役立つと考えられる．また，組織培養インフルエンザウイルス由来HA抗原を大量に得ることに成功し，現行の卵由来ワクチンと同等の免疫原性を示すことを確認した．

結論

MS等を用いたバイオ医薬品の一次構造確認法，糖鎖解析法，高次構造評価法，生物学的性質評価法，及び不均一性評価法を開発した．また，組織培養インフルエンザ由来HA抗原の性状・免疫原性を明らかにした．

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-12
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200614037B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: プロテオミクス及び構造生物学的アプローチ等を用いたバイオ医薬品の特性解析・品質評価技術の開発
• 課題番号: H16-創薬-043
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 川崎 ナナ(国立医薬品食品衛生研究所)

研究分担者(所属機関)

• 川西　徹(国立医薬品食品衛生研究所)
• 石川　リカ(キリンビール株式会社医薬カンパニー生産本部研究所)
• 古賀　明子(中外製薬株式会社分析技術研究部)
• 菅原　敬信(財団法人化学及び血清療法研究所菊池研究所)
• 山口　秀人(アステラス製薬株式会社製剤研究所)
• 木村　徹(大日本住友製薬株式会社ゲノム科学研究所)
• 矢野　敬一(協和発酵工業株式会社バイオフロンティア研究所)
• 長谷　純宏(大阪大学大学院理学研究科)
• 掛樋　一晃(近畿大学薬学部)
• 加藤　晃一(名古屋市立大学大学院薬学研究科)
• 名渕　義昭(中外製薬株式会社分析技術研究部)
• 村田　博(中外製薬株式会社分析技術研究部)
• 横田　祥士(アステラス製薬株式会社創薬研究所)
• 秋丸　仁郎(大日本住友製薬株式会社研究本部)
• 内田　和久(協和発酵工業株式会社東京研究所)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 政策創薬総合研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

ゲノム情報やバイオインフォマティクスなどの革新的創薬技術を活用した画期的なバイオ医薬品開発が進み，多くの製品が上市されるようになってきた．しかしその一方で，バイオ医薬品の我が国の開発力の低下が指摘されている．世界的にバイオ医薬品の開発競争が激化する中で日本の国際競争力を高めるため，あるいは，優れた医薬品を迅速に臨床の場に提供するためには，バイオ医薬品開発の初期段階から承認審査に至る開発全般に渡る迅速化・効率化，とりわけ，特性解析/品質評価技術の開発，規格及び試験法の国内整備，並びに国際調和が望まれている．本研究では，プロテオミクスの技術を中心とした最先端のタンパク質特性解析技術を取り入れた迅速かつ効率的なバイオ医薬品の特性解析・品質評価法を開発する．

研究方法

試料としてインスリン，インスリンアナログ，各種抗体，遺伝子組換え型インファーフェロンアルファ等を用いた．MS装置は四重極飛行時間型, 三連四重極型，ｲｵﾝﾄﾗｯﾌﾟ/FT型等を用いた．NMR装置はECA-920を用いた．

結果と考察

MSを用いてバイオ医薬品等の質量測定，一次構造確認，糖鎖解析，高次構造解析，及び不均一性解析を行い，MSがバイオ医薬品の特性解析/品質評価に応用可能であること，並びに，糖鎖蛍光標識法及び各種LCは，糖鎖プロファイリングや糖鎖構造解析法として優れていることを確認した．今後，本研究の成果を，MS及び糖鎖試験法の国内標準化や国際調和に役立てたいと考えている．また，高次構造評価法，動物を用いない生物学的性質評価法，抗体医薬品の不均一性評価法，及び分光学的手法及び熱分析法を用いた安定性評価法を開発し，これらの方法がバイオ医薬品の特性解析，品質保証や製剤の処方設計に適用可能であることが示唆された．さらに，組織培養インフルエンザウイルス由来HA抗原を大量に得ることに成功し，現行の卵由来ワクチンと同等の免疫原性を示すことを確認した．

結論

MSやNMRなどの先端技術を用いたバイオ医薬品特性/品質（質量，一次構造，糖鎖，高次構造，不均一性，生物学的性質）評価法，及び安定性評価法を開発した．また，組織培養インフルエンザ由来HA抗原の性状・免疫原性を明らかにした．

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-12
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200614037C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: MSやNMR等の先端的分析技術を用いたバイオ医薬品の特性解析法を開発した．特に，タンパク質構造解析分野で課題となっている糖鎖や高次構造をMSやNMR等を用いて迅速かつ効率的に解析する方法を開発したことは，バイオ医薬品の品質評価だけでなく，糖鎖生物学や構造生物学の進展にも貢献する成果である．
• 臨床的観点からの成果: 本研究で開発・応用した特性解析・品質評価法は，開発が進む抗体医薬品等バイオ医薬品の特性解析，品質評価，販売承認申請・審査及び品質管理の迅速化・効率化，並びに製法変更前後の同等性/同質性評価，及び先発品及び後続品間の同等性/同質性評価に役立つものであり，優れたバイオ医薬品を迅速に臨床の場に提供することにつながるものである．
• ガイドライン等の開発: ペプチド性医薬品のMS/MSに関する本研究の成果は，日局収載品標準物質の確認試験法設定の根拠となった．また，本研究で検討したMS，MS/MS，及び糖鎖解析法は，今後予定されている日局における生物薬品の一般試験法・参考情報整備につながるものである．さらには、バイオ医薬品の特性解析や試験法に関する指針の改定にも大きく寄与すると考えられる．
• その他行政的観点からの成果: 本研究で開発・応用した特性解析・品質評価法は，バイオ医薬品品質試験の国際調和にも役立つものである．また，MS，NMRを用いた理化学的手法やプロテオミクスの手法は，動物を用いない試験法やより合理的な試験法の設定にもつながると考えられるである．
• その他のインパクト: 創薬等ヒューマンサイエンス総合研究推進事業・研究成果等普及啓発事業としてシンポジウム「抗体医薬の新展開と課題」（平成16年11月22日日暮里）を開催し，抗体医薬品の現状紹介，展望，承認審査，及び特性解析方法に関する講演を行った．

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 50件
• その他論文(和文): 12件
• その他論文(英文等): 8件
• 学会発表(国内学会): 106件
• 学会発表(国際学会等): 31件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件 ; 創薬等ヒューマンサイエンス総合研究推進事業・研究成果等普及啓発事業として

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: S Itoh, N Kawasaki, N Hashii, et al.; N-linked oligosaccharide analysis of rat brain Thy-1 by liquid chromatography with graphitized carbon column/ion trap-Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry in positive and negative ion modes.; J Chromatogr A , 1103 (2) , 296-306 (2006)
• 原著論文2: A Harazono, N Kawasaki, S Itoh, et al.; Site-specific N-glycosylation analysis of human plasma ceruloplasmin using liquid chromatography with electrospray ionization tandem mass spectrometry. ; Anal Biochem , 348 (2) , 259-268 (2006)
• 原著論文3: T Ishimizu, C Hashimoto, R Kajihara, et al.; A Retaining Endo-ß-Mannosidase from a Dicot Plant, Cabbage ; J. Biochem. (Tokyo) , 139 , 1035-1043 (2006)
• 原著論文4: T Ohashi, N Cramer, T Ishimizu, et al.; Preparation of UDP-galacturonic acid using UDP-sugar pyrophosphorylase. ; Anal Biochem , 352 (2) , 182-187 (2006)
• 原著論文5: K Yanagida, S Natsuka, and S Hase; Structural diversity of cytosolic free oligosaccharides in the human hepatoma cell line, HepG2; Glycobiology , 16 , 294-304 (2006)
• 原著論文6: Y Yamaguchi, M Nishimura, M Nagano, H et al.; Glycoform-dependent conformational alteration of the Fc region of human immunoglobulin G1 as revealed by NMR spectroscopy. ; Biochim Biophys Acta , 1760 (4) , 693-700 (2006)
• 原著論文7: R Naka, S Kamoda, A Ishizuka, et al.; Analysis of total N-glycans in cell membrane fractions of cancer cells using a combination of serotonin affinity chromatography and normal phase chromatography.; J Proteome Res , 5 (1) , 88-97 (2006)
• 原著論文8: K Talabnin, H Yagi, N Takahashi, T Suzuki, et al.; Glycobiological study of adult Opisthorchis viverrini: characterization of N-linked oligosaccharides. ; Mol Biochem Parasitol , 147 (2) , 230-233 (2006)
• 原著論文9: N Hashii, N Kawasaki, S Itoh, et al.; Specific detection of Lewis x-carbohydrates in biological samples using liquid chromatography/multiple-stage tandem mass spectrometry.; Rapid Commun Mass Spectrom , 19 (22) , 3315-3321 (2005)
• 原著論文10: A Sasaki, T Ishimizu, and S Hase; Substrate Specificity and Molecular Cloning of the Lily Endo-ß-Mannosidase Acting on N-Glycan.; J. Biochem. (Tokyo) , 137 , 87-93 (2005)
• 原著論文11: N Hashii, N Kawasaki, S Itoh, et al.; Glycomic/glycoproteomic analysis by liquid chromatography/mass spectrometry: analysis of glycan structural alteration in cells. ; Proteomics , 5 (18) , 4665-4672 (2005)
• 原著論文12: T Takemoto, S Natsuka, S Nakakita, et al.; Expression of complex-type N-glycans in developmental periods of zebrafish embryo.; Glycoconj J , 22 (1) , 21-26 (2005)
• 原著論文13: J Yuan, N Hashii, N Kawasaki, et al.; Isotope tag method for quantitative analysis of carbohydrates by liquid chromatography-mass spectrometry. ; J Chromatogr A , 1067 (1) , 145-152 (2005)
• 原著論文14: S Itoh, N Kawasaki, A Harazono, et al.; Characterization of a gel-separated unknown glycoprotein by liquid chromatography/multistage tandem mass spectrometry: analysis of rat brain Thy-1 separated by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. ; J Chromatogr A , 1094 (1) , 105-117 (2005)
• 原著論文15: A Harazono, N Kawasaki, T Kawanishi, et al.; Site-specific glycosylation analysis of human apolipoprotein B100 using LC/ESI MS/MS. ; Glycobiology , 15 , 447-462 (2005)
• 原著論文16: H Yagi, N Takahashi, Y Yamaguchi, et al.; Development of structural analysis of sulfated N-glycans by multidimensional high performance liquid chromatography mapping methods. ; Glycobiology , 15 , 1051-1060 (2005)
• 原著論文17: A Sasaki, T Ishimizu, R Geyer, et al.; Synthesis of -mannosides using the transglycosylation activity of endo--mannosidase from Lilium longiflorum.; FEBS J. , 272 , 1660-1668 (2005)
• 原著論文18: S Nakakita, S Natsuka, J Okamoto, et al.; Alteration of Brain Type N-Glycans in Neurological Mutant Mouse Brain; J. Biochem. (Tokyo) , 138 , 277-283 (2005)
• 原著論文19: M Hyuga, S Hyuga, N Kawasaki, et al.; Enhancement of hepatocyte growth factor-induced cell scattering in N-acetylglucosaminyltransferase III-transfected HepG2 cells. ; Biol Pharm Bull , 27 (6) , 781-785 (2004)
• 原著論文20: M Hyuga, S Itoh, N Kawasaki, et al.; Analysis of site-specific glycosylation in recombinant human follistatin expressed in Chinese hamster ovary cells. Biologicals.; Biologicals , 32 (2) , 70-77 (2004)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-26
• 更新日: -