免疫グロブリンAを安価で簡便に精製できる技術を開発~免疫グロブリンAの医薬品開発の促進に貢献~

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2025-08-28 産業技術総合研究所

産業技術総合研究所(産総研)の研究チームは、安価な無機材料であるジルコニア粒子を用いて、免疫グロブリンA(IgA)を簡便かつ低コストで高純度に精製する技術を開発しました。これまでは高価な有機アフィニティーカラムが使用されてきましたが、新技術ではジルコニア粒子を充填したカラム(ジルコニアカラム)に未精製IgA溶液を流し、pHおよび塩濃度を調整することでIgAを選択的に回収できます。この方法は弱酸性〜中性の条件で行われ、IgAの構造・機能への影響を抑えつつ、生産コストを大幅に低減できることが特徴です。精製対象は単量体IgA、二量体IgA、分泌型IgAの全てに対応しており、再利用可能なカラムによる効率的な利用が期待されます。IgAは粘膜免疫の主力であり、経鼻投与による感染症予防やパンデミック対策にも有効で、即効性が期待される医薬品としての実用化が進む見通しです。研究成果は国際誌『ACS Applied Materials & Interfaces』に2025年8月27日付で掲載されました。

免疫グロブリンAを安価で簡便に精製できる技術を開発~免疫グロブリンAの医薬品開発の促進に貢献~
概要図 ジルコニアカラムを用いたIgAの精製のイメージ

<関連情報>

リン酸塩被覆メソポーラスジルコニア粒子を用いた免疫グロブリンAの精製 Purification of Immunoglobulin A Using Mesoporous Zirconia Particles Coated with Phosphate

Shogo Kanoh,Koshiro Tabata,Shinji Saito,Erika Onuma,Hatsuho Usuda,Kentaro Shiraki,Katsuya Kato,and Atsushi Hirano
ACS Applied Materials & Interfaces  Published August 27, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acsami.5c11319

Abstract

Immunoglobulin A (IgA) is the most abundant antibody in the human body and plays a critical role in defending against bacteria and viruses that invade through mucosal surfaces. Leveraging this property, recombinant IgA has been developed as a preventive drug for infectious diseases such as COVID-19, influenza, and tuberculosis. Recombinant IgA is typically purified using columns packed with protein-immobilized resins, such as jacalin, Protein L, or nanobody-based materials. However, these methods have several drawbacks, including high costs due to expensive resins and mobile phases, the need for multiple purification steps, and the potential leakage of immobilized proteins. To address these issues, the present study proposes an alternative IgA purification method using zirconia (ZrO2) particles. Purification was performed for three forms of IgA─monomeric, dimeric, and secretory component-bound IgA─using both batch adsorption and chromatography. All three forms were successfully purified with high purity. The method employs phosphate buffers at mildly acidic and neutral pH as the mobile phase, which helps preserve the structure of IgA. Because ZrO2 particles are both cost-effective and chemically and mechanically robust, the proposed method overcomes the limitations associated with conventional protein-immobilized resins in IgA purification.

有機化学・薬学
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