Quenchbody (Q-body)
迅速・簡便な免疫測定を実現する、抗原応答型の蛍光センサー
免疫測定法は、夾雑物から測定したい物質のみを正確に、且つ、微量であっても検出できることから、臨床診断や食品検査の現場やラボなど様々な場面・分野で汎用されており、全世界で1,000億ドルの市場があります。しかし、「低分子抗原の検出は難しい場合が多い」、「測定工程が多く所要時間が非常に長い」、「その工程で洗浄工程とそのための洗浄装置が必要」などの問題もあります。
Q-bodyは、抗体の重鎖可変部位（VH）と軽鎖可変部位（VL）を結合させた単鎖可変領域（scFv）あるいは抗原結合断片(Fab)に、蛍光分子をリンカーで結合させ、VHとVLの間にその蛍光色素が内包化されている分子です。この内包化により、VHの内部と表面に存在する複数のトリプトファンからの光誘起電子移動（PeT）が起こり、消光（クエンチ）状態を作り上げています。そして、抗原が結合すると、蛍光色素がVHとVLの間からはじき出され本来の蛍光を放つという仕組みです。これにより、測定が洗浄工程（装置）不要な混ぜるだけの1工程になり、迅速簡便な免疫測定が可能になります。
応用例: Q-bodyを用いた細胞内イメージング
p53を認識する抗体DO-1由来のFab型Q-bodyを細胞内に導入し、細胞内のp53を蛍光で観察した研究が報告されています。生細胞では電気穿孔によってプローブを導入し、細胞の回復後に評価しています。
日本語総説
[1] 上田 宏、董 金華、鄭 熙陳、阿部 亮二「ネオバイオ分子としてのQ-body」生物工学会誌 第94巻 第8号
[2] 安田 貴信、大森 健太、上田 宏、北口 哲也「トラップ&リリースが拓いた免疫センサーの道と抗体薬物複合体の未来」生物工学会誌 101巻 第6号
原著論文
[1] Abe et al. “Quenchbodies”: Quench-Based Antibody Probes That Show Antigen-Dependent Fluorescence. JACS 133, 17386-17394 (2011). DOI: 10.1021/ja205925j
Q-bodyに関する最初の論文
[2] Inoue et al. Creation of a Nanobody-Based Fluorescent Immunosensor Mini Q-body for Rapid Signal-On Detection of Small Hapten Methotrexate. ACS Sens. 5, 3457-3464 (2020). DOI: 10.1021/acssensors.0c01404
ラクダ科動物由来の重鎖抗体のQ-body化に関する論文
[3] Liang et al. Creation of a quick and sensitive fluorescent immunosensor for detecting the mineralocorticoid steroid hormone aldosterone. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 221, 106118 (2022). DOI: 10.1016/j.jsbmb.2022.106118
アルドステロンを検出するQ-bodyに関する論文
[4] Zhu et al. Rapid and sensitive SARS-CoV-2 detection using a homogeneous fluorescent immunosensor Quenchbody with crowding agents. Analyst 147, 4971-4979 (2022). DOI: 10.1039/d2an01051h
新型コロナウイルスを検出するQ-bodyに関する論文
[5] Jeong et al. Development of a Quenchbody for the Detection and Imaging of the Cancer-Related Tight-Junction-Associated Membrane Protein Claudin. Anal. Chem. 89, 10783-10789 (2017). DOI: 10.1021/acs.analchem.7b02047
Q-bodyを用いた細胞表面のClaudinの蛍光イメージングに関する論文
[6] Dong et al. Detection and destruction of HER2‐positive cancer cells by Ultra Quenchbody‐siRNA complex. Biotechnol. Bioeng. 117, 1259-1269 (2020). DOI: 10.1002/bit.27302
Q-bodyを用いた細胞表面のHER2の蛍光イメージングに関する論文
[7] Dai et al. Intra Q-body: an antibody-based fluorogenic probe for intracellular proteins that allows live cell imaging and sorting. Chem. Sci. 13, 9739-9748 (2022). DOI: 10.1039/d2sc02355e
Q-bodyを用いた細胞内のがんマーカーp53の蛍光イメージングに関する論文
[8] Ito et al. Efficient Microfluidic Screening Method Using a Fluorescent Immunosensor for Recombinant Protein Secretions. Small 19, e2207943 (2023). DOI: 10.1002/smll.202207943
Q-bodyを用いた目的タンパク質を高生産する微生物のスクリーニングの関する論文
[9] Takahashi et al. BRET Q-Body: A Ratiometric Quench-based Bioluminescent Immunosensor Made of Luciferase–Dye–Antibody Fusion with Enhanced Response. Anal. Chem. 93, 7571-7578 (2021). DOI: 10.1021/acs.analchem.0c05217
Q-bodyに発光酵素を融合したBRET Q-bodyに関する論文
[10] Yang et al. BRET Nano Q-Body: A Nanobody-Based Ratiometric Bioluminescent Immunosensor for Point-of-Care Testing. ACS Sens. 9, 5955-5965 (2024). DOI: 10.1021/acssensors.4c01800
BRET Q-bodyを搭載したペーパーデバイスの開発に関する論文