MHCマルチマー

MHCマルチマーはMHC分子のオリゴマー形態であり、無関係なT細胞の大きなグループの中から特定の抗原に対して高い親和性を持つT細胞を識別し、分離するように設計されています。 ^[1]マルチマーのサイズは一般に二量体から八量体までの範囲ですが、企業によってはマルチマーあたりさらに多くの量のMHCを使用しています。マルチマーは、サル、マウス、ヒトなどの種の クラス1 MHC、クラス2 MHC、または非古典的な分子（CD1dなど）を表示するために使用できます。

T細胞受容体はMHC受容体に対する親和性が低いため、単一のMHC-T細胞相互作用を使用してT細胞を効果的に標識することは歴史的に問題がありました。 ^[2]しかし、1996年にジョン・アルトマンは、複数のMHC分子の複合体を使用して、対応するT細胞間により安定した結合を形成することを提案しました。^[3]

最も一般的に使用されるMHCマルチマーはテトラマーです。^[3]これらは通常、可溶性MHCモノマーをビオチン化することによって生成され、通常は真核細胞または細菌細胞で組み換えによって生成されます。これらのモノマーは、ストレプトアビジンやアビジンなどのバックボーンに結合して、四価構造を形成します。これらのバックボーンは蛍光色素と結合され、その後、フローサイトメトリーによって結合したT細胞を単離します。^[4]

MHC マルチマーは、抗原特異的 T 細胞の検出と分離において、これまで達成できなかったレベルの特異性を実現します。この能力により、いくつかの臨床応用が生まれます。MHC マルチマーは、ウイルスまたは腫瘍関連抗原に特異的な T 細胞のex vivo選択と増殖を可能にし、その後、免疫系を強化するために再導入することができます。MHC マルチマーは、ex vivo で移植臓器の移植由来の T 細胞を除去するためにも使用できます。MHC マルチマーは、自己細胞を標的にして自己免疫疾患を引き起こすような有害または不要な T 細胞を in vivo で除去するためにも使用できます。^{[4] [5] [6]}がん免疫療法とワクチン開発も、この技術によって大きく影響を受ける可能性があります。^[7]

MHCテトラマーは、4つのMHC分子、テトラマー化剤、および蛍光標識タンパク質（通常はストレプトアビジン）で構成されています。ストレプトアビジンは、MHC用の6つまたは12の結合部位を持つように生成されています。^[8] MHCテトラマーは、エピトープ特異的結合によって特定のT細胞を識別および標識するために使用され、抗原特異的免疫応答を動物モデルとヒトの両方で分析できます。^{[9] MHCテトラマーは、}もともと細胞傷害性T細胞の認識のためにMHCクラスI分子を使用して開発されましたが、^{[10] [11]}過去10年間で、さまざまな抗原によるCD4 T細胞の認識が可能になりました。テトラマーアッセイは、単一細胞表現型解析および細胞計数に使用され、分類された細胞の回収とさらなる研究を可能にするため、ELISPOTや単一細胞PCRなどの他の方法に比べて重要な利点があります。フローサイトメトリーベースのアプリケーションとして、テトラマーは抗体ベースのフローサイトメトリー研究と同様に使いやすく、アッセイ時間が短い。^[4]

MHCテトラマーは、病原体免疫やワクチン開発の研究、抗腫瘍反応の評価、アレルギーモニタリングや脱感作研究、自己免疫の研究に使用されています。^{[4] [12]}ワクチンに反応するT細胞を特徴付ける理想的な手段を提供し、インフルエンザ、 [ ^13] 黄熱病、^[14] 結核、^[15] HIV / SIV ^[16]などの多くのワクチンシステムや、黒色腫や慢性骨髄性白血病を含む多数の癌ワクチン試験^[17]でT細胞反応をテストするために使用されてきました。^[18]クラス II テトラマーは、インフルエンザ A、ボレリア、エプスタイン・バーウイルス、CMV、結核菌、ヒト T リンパ球向性ウイルス 1、C 型肝炎、炭疽菌、重症急性呼吸器症候群ウイルス、ヒトパピローマウイルス、HIV などの病原体に対するさまざまなヒト CD4 T 細胞応答の分析に使用されています。^{[4]放射性標識または}サポリン などの毒素と結合したテトラマー変異体が開発されており、生きたマウスに注入して特定の T 細胞集団を調節または枯渇させることさえできます。^{[19] [20]} ペプチド-MHC テトラマーは治療にも使用されています。^{[21]たとえば、サイトメガロウイルス特異的 T 細胞は、}幹細胞移植患者の治療に使用するために、磁気ビーズベースの濃縮法を使用して高純度に濃縮されています。^[12]

ペンタマーは 5 つの MHC ペプチド ヘッドグループで構成され、平面構成で配置されているため、MHC テトラマーとは異なり、すべてのヘッドグループが CD8+ T 細胞と接触できます。ヘッドグループは柔軟なリンカーを介してコイルドコイル多量体化ドメインに接続され、さらに 5 つの蛍光タグまたはビオチン タグに接続されます。ペンタマーは APC、R-PE、またはビオチン ラベル付きで入手可能で、長期保存用に個別のタグでラベルなしのものもあります。ペンタマーは、他の多量体試薬と比較して、染色の明るさと親和性が向上しています。

MHCペンタマーはフローサイトメトリーにおける抗原特異的CD8+ T細胞の検出に使用されており^[12]、750以上の査読付き出版物[1]で引用されており、その中にはNature ^[22] やScience [ ^23]などの雑誌に掲載された論文も含まれています。^{[24] MHCペンタマーは組織染色[25]}や抗原特異的T細胞の磁気分離にも使用できます。 ^[26]

ペンタマーは研究用途にのみ認可されているが、2009年にEBV特異的T細胞を分離して母娘間の移植に使用し、娘のEBV関連リンパ腫の救命治療に利用する研究チームに特別許可が与えられた。^[27]

ペンタマーは、以下の疾患領域の抗原に使用できます:アデノウイルス、HCV、マラリア、SIV、自己免疫疾患、HIV、移植抗原、トリパノソーマ、癌、HPV、結核、クラミジア、HTLV、ワクシニア、CMV、インフルエンザ、VSV、EBV、LCMV、RSV、ウエストナイルウイルス、HBV、リステリア、センダイウイルス、黄熱病。カスタム特異性ペンタマーも委託可能です。

ペンタマーは現在、学界、産業界、臨床医による研究に使用されており、ペンタマーを使用した研究は国際メディア[2][3]に何度か登場しています。

2002年にデンマークのバイオテクノロジー企業Immudexが開発し、商標登録したMHCマルチマーの一種。デキストラマー試薬は、FITC、PE、またはAPCで蛍光標識されており、デキストラン骨格に結合したMHC分子を含み、フローサイトメトリーを使用して液体細胞および固体組織サンプル内の抗原特異的T細胞を検出するために使用される。これらのT細胞には、抗原提示細胞の表面に表示される特定のMHCペプチド複合体を認識するT細胞受容体（TCR）が含まれており、以前の世代のマルチマーにはなかった改善された信号対雑音比により、これらの特定のT細胞集団の検出、分離、および定量化が可能になる。^{[3] [12] [28]}

デキストラマー^®試薬は、がん、HIV、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、サイトメガロウイルス (CMV) 、LCMV、ヒトパピローマウイルス(HPV)、BKポリオーマウイルス、HTLV、肝炎、結核菌、移植片対宿主病などを含むがこれらに限定されない疾患に関与するさまざまなヒト、マウス、アカゲザルの遺伝子に対する多数のMHCペプチドを用いて開発されています。

デキストラマー技術は現在、その特異性と結合親和性の向上により、特定のT細胞に対する親和性を高め、染色強度を高めることができるため、学術研究や臨床研究で使用されています。この利点は、デキストラマーが単一のT細胞に複数回結合する能力が向上した結果であり、ペンタマーやテトラマーなどの他のマルチマー技術と比較して、この相互作用の安定性が向上します。さらに、抗原特異的T細胞集団を分離する能力や、さまざまな疾患状態（固形腫瘍など）に対する免疫組織化学（IHC）を使用したin situ検出などの用途があります。したがって、これらの試薬は将来の医薬品およびワクチン開発にとって重要です。^{[1] [12] [28] [29] [30]}

Immudexは、血液サンプル中のCD8+ T細胞の探索的検出と定量化のためのCMV Dextramer®アッセイを開発しました^。これは、将来の臨床現場でCMVの進行のスクリーニングとモニタリングを支援するために、幅広いエピトープをカバーしています。 ^[31] MHC Dextramer®^試薬は、MHCクラスIおよびMHCクラスII分子で利用可能です。^[32]