Antigen identification and therapeutic efficacy evaluation of fully human monoclonal antibody : 완전인간항체의 항원동정과 치료효능 평가

국문 초록 (Abstract)

이 논문은 치료용 완전인간항체 개발을 위한 항원동정 방법과 동물 모델 개발에 관한 연구 결과이다. 완전인간항체는 인간화 항체에 비하여 면역 부작용이 적다는 장점을 가지고 있다. 이번 연구에서 사용된 간암 환자 특이 완전인간항체는 Foung 박사가 1990년대에 개발한 전기융합 (electrofusion) 방법을 이용하여 생산되었다. 간암 환자 특이 완전인간항체를 치료용으로 사용하기 위해서는 해당 항원의 동정과 동물을 대상으로 한 치료 효능 평가가 필요하였다. 본 연구는 이 두 주제에 관한 것이다.

먼저, 해당 항원을 밝히기 위하여 효모 표면 발현 시스템을 활용하였다. 기존에 사용되던 효모 표면 발현 시스템을 이번 연구 목적에 맞게 최적화시키는 작업이 선행되었다. 매우 희소한 항원을 동정해 내야 하는 상황에서는 보다 넓은 범위를 아우를 수 있는 cDNA library가 필요한데, 이를 위하여 directional random-primed cDNA library가 제작되었다. 뿐만 아니라, 희소한 항원도 놓치지 않고 선별해 낼 수 있는 모니터링 시스템을 구축하기 위하여, magnetic-activated cell sorting (MACS), fluorescence-activated cell sorting (FACS), 그리고 immunofluorescence (IF)를 조합한 종합적인 모니터링 시스템을 개발하였다.

다음으로는 완전인간항체의 치료효능을 평가하기 위한 동물실험 모델을 구축하였다. 보다 근원적인 암 치료 모델을 제시하기 위하여, Cancer initiating cell group (CICG) 개념을 도입하였다. 간암 세포를 누드 마우스 상에서 계대 배양함으로써, 보다 독성이 높은 암세포들(Cancer initinating cells)을 보유한 마우스 모델을 개발하였다. 간암세포는 특별히 antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC)에 잘 반응하는 생체 환경에 노출되어 있다는 점을 이용하여, ADCC 원리를 기반으로 하는 치료 효능 평가 모델을 구축하였다. 또한, 보다 많은 양의 항체를 필요로 하는, 정맥 내 혹은 복강 내 주사를 하기 전에, 보다 효과적으로 치료효과를 예상해 볼 수 있는 Winn assay 시스템을 구축하였다. 이번 연구에서 구축된 Winn assay 시스템을 이용하여, 치료용 완전인간항체 개발에 있어서 Foung의 방법이 가질 수 있는 양적, 시간적 한계가 보완될 수 있을 것이다.

이번 연구에서는, 간암특이 치료용 완전인간항체 개발을 위한 항원동정과 치료효능 평가라는 두 가지 선행과제를 해결하기 위하여, 최적화된 효모 표면 발현 시스템과 Winn assay 라는 동물 실험 모델을 개발하였고, 이들은 향후, 치료용 완전인간항체 개발을 위하여 유용하게 활용될 것으로 예상된다.

목차 (Table of Contents)

• Contents i
• 1. Introduction 1
• 2. Theory 3
• 2-1. Fully human monoclonal antibody 3
• 2-2. Yeast surface display 5
• 2-3. Cancer stem cells 6
• 3. Themes 7
• Theme A. Antigen identification of fully human monoclonal antibody
• : Optimization of yeast surface-displayed cDNA library screening for low abundance targets 7
• A-1. Introduction 7
• A-2. Materials and methods 10
• A-2-1. Cells 10
• A-2-2. Directional random-primed cDNA library construction 11
• A-2-3. Yeast transformation 12
• A-2-4. Magnetic-activated cell sorting 13
• A-2-5. Fluorescence-activated cell sorting and immunofluorescence 14
• A-2-6. Plasmid extraction from EBY100 and sequence analysis 15
• A-3. Results 16
• A-3-1. Construction of the yeast surface display library 16
• A-3-2. Concentration of the target yeast cells with MACS 20
• A-3-3. Enrichment of the target yeast cells with FACS 23
• A-3-4. DNA sequence analysis of the isolated yeast clones 26
• A-4. Discussion 27
• A-5. Summary 31
• Theme B. Therapeutic efficacy evaluation of fully human monoclonal antibody 32
• B-1. Introduction 32
• B-2. Materials and methods 33
• B-2-1. Animals and serial transplantation 33
• B-2-2. Tumor size measurement and tumor volume calculation 34
• B-2-3. Winn assay 35
• B-3. Results 36
• B-3-1. Serial transplantation 36
• B-3-2. Winn assay 39
• B-4. Discussion 41
• B-5. Summary 44
• 4. Conclusion 45
• 5. Reference 46
• 6. 한글초록 50