ノロウイルス攻略の新戦略:“多点攻撃”で100倍の結合力 -IgM抗体の高い親和性を定量化、次世代ワクチン設計に新指針-

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2026-03-17 東京科学大学

東京科学大学の研究チームは、ノロウイルス主要株GII.4およびGII.17に対するモノクローナル抗体を作製し、IgM抗体の「多価性」による結合強化機構を解明した。高速原子間力顕微鏡でIgMがウイルス表面をスキャンし多点結合する様子を可視化し、SPR解析により抗原密度が高い条件で最大100倍の結合力増強(アビディティ効果)を定量化。IgGとは異なる結合様式で強力な結合を実現することを示し、変異に強い抗体や次世代ワクチン設計への新たな指針を提示した。

ノロウイルス攻略の新戦略:“多点攻撃”で100倍の結合力 -IgM抗体の高い親和性を定量化、次世代ワクチン設計に新指針-
図1. ノロウイルスとIgMの相互作用

<関連情報>

ノロウイルス変異株GII.4およびGII.17に対する高親和性IgMおよびIgGモノクローナル抗体の特性解析 Characterization of high affinity IgM and IgG monoclonal antibodies against norovirus variants GII.4 and GII.17

Jumpei Tagawa, Saeko Yanaka, Yuri Kato, Akitsu Masuda, Jae Man Lee, Akinobu Senoo, Kosuke Oyama, Takayuki Uchihashi, Motohiro Nishida, Takahiro Kusakabe, Jose M. M. Caaveiro
Protein Science  Published: 12 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/pro.70522

Abstract

Human noroviruses are a leading cause of acute gastroenteritis worldwide, yet the molecular principles governing antibody recognition of their highly repetitive capsid remain poorly understood. Here, we immunized mice with virus-like particles (VLPs) from the pandemic GII.4 strain and the emergent GII.17 strain, generating monoclonal IgM and IgG antibodies via hybridoma technology. High-speed atomic force microscopy visualized IgM antibodies scanning and engaging multiple protruding (P) domains on intact VLPs. Surface plasmon resonance (SPR) analyses of engineered antibodies with identical Fab sequences but different valencies revealed that, unlike monovalent IgG, multivalent IgM exhibits dramatic affinity gains—up to 100-fold—as antigen density increases. This avidity-driven enhancement arises from the dense, repetitive P-domain architecture of the norovirus capsid, enabling IgM to achieve high functional affinity despite modest intrinsic Fab binding. Our findings define how antibody valency and epitope organization cooperate to boost viral recognition, offering a mechanistic framework for designing next-generation vaccines and antiviral antibodies that harness multivalent engagement.

医療・健康
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