安定した単鎖T細胞受容体の発現を可能にするヒト可変領域の識別と工学

2つのリンクされた可変領域（V（H）およびV（L））で構成されるシングルチェーン抗体フラグメント（SCFV）は、エンジニアリングおよび潜在的な抗原特異的治療薬としての汎用形式です。T細胞受容体の類似の形式（TCR）は、2つのリンクされたV領域（VαおよびVβ、ここではSCTVと呼ばれる）で構成されていますが、同様の機会を提供する可能性がありますが、これまでに検査されたすべての野生型SCTVタンパク質は不安定です。この障害により、SCTVフラグメントが工学や治療に広く使用されることができませんでした。安定したヒトSCTVフラグメントを表現できるかどうかをさらに調査するために、適切に折り畳まれたドメインの表示が、折り畳まれたSCTVを可溶性形式で表現する能力と相関する酵母システムを使用しました。予想外に、ヒトVα2領域（IMGT：TRAV12ファミリー）を含むSCTVフラグメントが表示され、異なるVβ領域に適切に関連していることがわかりました。さらに、フレームワーク領域の単一の多型残基（Ser（α49））が追加の熱安定性を付与しました。これらの安定したVα2含有SCTVフラグメントは、大腸菌の高レベルで発現し、特定のPEP-HLA-A2複合体を発現する標的細胞を染色するために使用できます。したがって、SCTVフラグメントは、多様な特異性を持つTCRSをエンジニアリングするプラットフォームとして、および場合によっては治療または診断アプリケーションのプラットフォームとして機能します。

Single-chain antibody fragments (scFv), consisting of two linked variable regions (V(H) and V(L)), are a versatile format for engineering and as potential antigen-specific therapeutics. Although the analogous format for T cell receptors (TCRs), consisting of two linked V regions (Vα and Vβ; referred to here as scTv), could provide similar opportunities, all wild-type scTv proteins examined to date are unstable. This obstacle has prevented scTv fragments from being widely used for engineering or therapeutics. To further explore whether some stable human scTv fragments could be expressed, we used a yeast system in which display of properly folded domains correlates with ability to express the folded scTv in soluble form. We discovered that, unexpectedly, scTv fragments that contained the human Vα2 region (IMGT: TRAV12 family) were displayed and properly associated with different Vβ regions. Furthermore, a single polymorphic residue (Ser(α49)) in the framework region conferred additional thermal stability. These stabilized Vα2-containing scTv fragments could be expressed at high levels in Escherichia coli, and used to stain target cells that expressed the specific pep-HLA-A2 complexes. Thus, the scTv fragments can serve as a platform for engineering TCRs with diverse specificities, and possibly for therapeutic or diagnostic applications.