Discovery of IL-7Rα-binding antibody hits using yeast surface display
- 주제(키워드) IL-7R
- 주제(DDC) 547
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 Yong-Sung Kim
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000036657
- 본문언어 영어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Interleukin-7（IL-7）은 T 세포 항상성 유지에 필수적인 사이토카인이다. 그러나 IL-7 신호전달의 조절 이상은 다발성경화증 및 류마티스관절염을 포함한 자가면역질환과 관련되어 있는 것으로 알려져 있다. IL-7 신호전달은 IL-7 receptor alpha（IL-7Rα, CD127）와 common gamma chain（γc, CD132）으로 구성된 이종이량체 수용체 복합체를 통해 매개된다. 따라서 IL-7과 그 특이적 수용체 사슬인 IL-7Rα 사이의 상호작용을 차단하는 것은 자가면역질환에 대한 효과적인 치료 전략이 될 수 있다. 그러나 현재까지 IL-7 경로를 표적으로 하는 FDA 승인 치료제는 없으며, 일부 후보 물질만이 자가면역질환 적응증을 대상으로 임상 평가 중에 있다. 본 연구에서는 IL-7Rα에 특이적으로 결합하고 IL-7Rα 매개 신호전달을 억제할 가능성이 있는 신규 항체를 발굴하고자 하였다. 이를 위해 약 6 × 10⁹의 다양도를 갖는 yeast surface display 항체 라이브러리를 사용하였다. Yeast 표면에서 100 nM 농도의 IL-7Rα에 결합하는 clone들을 순차적인 magnetic-activated cell sorting（MACS）과 fluorescence-activated cell sorting（FACS）을 통해 농축하였다. 그 결과, IL-7Rα에 강하게 결합하는 12개 이상의 단일 yeast clone을 확인하였다. 이들 clone 중 세 개의 고유한 결합체 서열을 무작위로 선택하여 IgG 항체 형태로 전환하였다. 전환된 IgG들은 IL-7Rα에 강한 결합을 보였으며, 이는 본 screening이 성공적으로 수행되었음을 보여준다. 향후 이들 hit 항체가 기능 분석에서 IL-7Rα 신호전달을 억제하는 것으로 확인된다면, affinity maturation을 통해 추가로 최적화하여 lead 항체 후보로 발전시킬 수 있을 것이다. 반대로 현재 hit 항체들이 기능적 길항 활성을 보이지 않을 경우, AI 기반 epitope-specific 항체 설계는 향후 기능적 IL-7Rα 차단 항체를 발굴하기 위한 실현 가능한 대안 전략이 될 수 있다.
more초록/요약
Interleukin-7 （IL-7） is essential for T cell homeostasis; however, dysregulated IL-7 signaling has been implicated in autoimmune diseases, including multiple sclerosis and rheumatoid arthritis. IL-7 signaling is mediated by a heterodimeric receptor complex composed of IL-7 receptor alpha （IL-7Rα, CD127） and the common gamma chain （γc, CD132）. Therefore, blocking the interaction between IL-7 and its specific receptor chain, IL-7Rα, may represent an effective therapeutic strategy for autoimmune diseases. However, no therapeutic agent targeting the IL-7 pathway has yet been approved by the FDA, although several candidates are currently under clinical investigation for autoimmune indications. In this study, I aimed to identify novel antibodies that specifically bind to IL-7Rα and have the potential to inhibit IL-7Rα-mediated signaling. To this end, a yeast surface display antibody library with a diversity of approximately 6 × 109 was employed. Clones showing binding to IL-7Rα at a concentration of 100 nM on the yeast surface were enriched through sequential magnetic-activated cell sorting （MACS） and fluorescence-activated cell sorting （FACS）. As a result, more than 12 single yeast clones showing strong binding to IL-7Rα were identified. Among these clones, three unique binder sequences were randomly selected and reformatted as IgG antibodies. These IgGs showed strong binding to IL-7Rα, indicating that the screening was successfully performed. If these hit antibodies demonstrate functional inhibition of IL-7Rα signaling in subsequent assays, they could be further optimized through affinity maturation and advanced as lead antibody candidates. Conversely, if the current hits fail to exhibit functional antagonistic activity, AI-driven epitope-specific antibody design may offer a feasible alternative strategy for identifying functionally blocking IL-7Rα binders in future studies.
more목차
1. Introduction 1
2. Materials and methods 3
2.1 Yeast strains, Fab library and Media 3
2.2 Expression plasmid construction 3
2.3 Expression and purification of antigen, and antibodies 4
2.4 SDS-PAGE, Gel shift assay, and Size Exclusion Chromatography (SEC) 4
2.5 Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) 5
2.6 Screening of yeast human synthetic Fab library against IL-7Rα 5
2.7 Yeast colony PCR for sequencing VH and VL 6
2.8 Bio-layer interferometry (BLI) 6
2.9 Statistical analysis 7
3. Results 8
3.1 Production and Validation of IL-7Rα ECD Antigen for Yeast Display-Based Screening of IL-7Rα-Binding Antibodies 8
3.1.1 IL-7Rα ECD Expression and Purification 8
3.1.2 Yeast Surface Display of a Clinical-Stage Anti-IL-7Rα Antibody and Confirmation of Its Binding to Purified IL-7Rα ECD 9
3.2 Enrichment of IL-7Rα ECD-Binding Yeast 10
3.2.1 Enrichment of IL-7Rα ECD-Binding Yeast by MACS 10
3.2.2 Enrichment of IL-7Rα ECD-Binding Yeast by FACS 11
3.3 Identification of IL-7Rα ECD-Binding Fab 13
3.3.1 FACS-Based Selection of IL-7Rα ECD-Binding Fab Clones Using 100 nM Antigen Staining 13
3.3.2 Recovery of Unique Fab Sequences from Strong IL-7Rα ECD-Binding Yeast Clones 15
3.4 Validation of Representative IL-7Rα ECD-Binding Clones in IgG Format 16
3.4.1 IL-7Rα ECD-Binding IgG Expression and Purification 16
3.4.2 Specificity and Affinity of IL-7Rα ECD-Binding IgG 17
4. Discussion 18
REFERENCES 20
ABSTRACT IN KOREAN 22
