ID15631
はじめに
ADCC活性は、NK細胞などの免疫エフェクター細胞(immune effector cells)上に存在する抗体のFc領域に対するレセプターであるRcγRIIIaが関与しています。
IgG1のFc領域は、FcγRIIIaと結合親和性があり、その結合強度によってADCC活性が増強されます。この結合親和性の強さに影響するのが、Fc領域の糖鎖です。一般的にFc領域には、糖鎖結合部位がありますが、付加されている糖鎖として「フコース; fucose」含有量が少なければ、立体構造上から結合力が増加してADCC活性(エフェクター機能)が高まることが知られています。
fucoseは、Fc領域の糖鎖負荷領域のN型結合グリコシル(N-linked glycosylation)に付加されます。
ADCC活性とCDC活性
抗体のFc領域を介した生体反応は、(1) IgG1のFc領域と補体系のC1分子と作用する古典経路の活性化を惹起します(CDC)。また、(2) IgG1のFc領域とFc受容体(FcγIIIa)を介して貪食細胞の動員による作作用経路の活性化(ADCC)を惹起します。
- CDC (complement-dependent cytotoxicity)
- ADCC (Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity)
FcとRcγレセプターの結合親和性
FcγIIIaは、Fc領域にあるヒンジ部とCH2ドメインと相互作用します。
この相互作用は、CH2ドメインのAsn297 (N297)に付加される糖鎖構造に左右されます。この糖付加をできなくするアミノ酸の変異により、FcγRIを除くFcγRs (FcγRII, FcγRIII)への結合親和性は完全に消失します。
ヒトにおける天然のIgGの付加糖鎖は非常に不均一です。そのfucosylation研究では、フコシル化(afucosylation)のレンジは、1.3%~19.3%でした2)。CHO細胞から作られているモノクローナル抗体のフコシル化は、90%程度です。この差によるADCCやCDCに関わる活性の違いが生じています。
FcγIIIの遺伝子は2つ
FcγIIIの遺伝子は、2つあり、FcγIIIa (細胞の膜貫通型;殆どのエフェクター*)細胞で発現 )とFcγIIIb (好中球でのみGPIアンカー型タンパク質として発現)です。その配列相同性は97%ですが、FcγIIIbのADCCはありませ。しかし、貪食に関する役割を持つ可能性があります。
- FcγIIIa (殆どのエフェクター細胞)
- FcγIIIb (好中球のみ)
編集履歴
2020/05/22 S2IND 参考文献1)を基に解説
FcγIIIaの対立遺伝子*)には、Val(V158)とPhe (F158)が知られていますが、FcγIIIa-V158では、より高いIgG1結合親和性(10倍)を持っています。anti-epidermal growth factor receptor (EGFR)、anti-CD20で、その観察結果が出ています。
- V185
- F185
関連する抗体医薬 (ADCCによる癌細胞の破壊)
Protein fucosylation in mammalian system
Fucose (6-deoxycholate-L-galactose)は、哺乳動物細胞におけるN及びO型グリカンの共通成分です。
Fucose付加反応を担う酵素は、ヒトでは13種類のフコシルトランスフェラーゼ : FUT (fucosyltransferase)が知られています。
FUTは、fucose residue (フコース残基)をGDPフコース (GDP-β-L-フコース: 細胞室内(cytoplasm)で合成、フコシル化反応の基質)からアクセプター基 (acceptor substrate)に転移します。
細胞室内のGDP-fucoseの合成には、de novo経路が大半を担い、salvage pathway (生体でのフコースの再利用)はその一部を担っています。
- de novo回路 → GDP-fucose → (cytoplasm) → fucose residue
de novoは更に、GDP-mannoseからGDP-fucoseに変換する反応も担っています。
- GDP-mannose →(by GDP-mannose 4,6 dehydrates (GMD) and GDP-keto-6-deoxymannose 3,5-epimerase/4 reductive)→ GDP-fucose
- GDP-fucose → ( Golgi apparatus or endoplasmic reticulum (ER) )
- GDP-fucose transporter (GFT), encoded by the Slc35cl gene (Solute Carrier family 35), この遺伝子の変異は、白血球接着不全II型(LADII)、重度の免疫不全、精神遅滞、成長鈍化(グリコシル化IIc型の先天疾患)の発症につながります。
| FUT | 機能 |
| 1 | fucose residue →(転移)→ terminal galactose α1,2 linkageの形成 |
| 2 | 同上( same as above) |
| 3 | α1,3/α1,4 – fucosyltrasferase (Lewisa, Lewisb合成と関連構造に関わる)反応 |
| 4 – 7 | α1,3 – fucosyltransferase (ABHとLewis抗原の合成) |
| 8 | α1, 6 – fucosyltransferase (fucose – innermost(最も内側) N-acetylglucosamin on N-glycans) 肝臓以外の組織で広く発現しているが、肝細胞癌 (HCC)でアップレギュレーとされる |
| 9 – 11 | α1,3 – fucosyltransferase (ABHとLewis抗原の合成) |
| (POFUT1) | O-fucosyltransferase Ser/Thr残基にfucoseを直接付加 (ER内) |
| (POFUT2) | O-fucosyltransferase Ser/Thr残基にfucoseを直接付加 (ER内) |