Identification and characterization of anti-human ErbB3 antibodies by phage display

Abstract

Unlike other receptors of the ErbB family, ErbB3 receptor lacks cytosolic tyrosine kinase activity. However, when activated by a ligand, it can form active heterodimeric receptor complexes with other ErbB receptors (ErbB1, ErbB2 or ErbB4) and transduce signals through the PI3K/AKT pathway, which in turn promote cell survival and proliferation. ErbB3 is overexpressed in several human cancers, for example in pancreatic adenocarcinoma and in ovarian cancers, and is therefore a promising target for cancer therapy. In this study, we have utilized phage display selection of a large human scFv library to obtain antibodies against ErbB3, and characterized their biochemical and functional properties. Some of the selected antibodies were able to negatively regulate the ErbB3-mediated signaling pathway and inhibit the neuregulin-dependent proliferation of MCF7 breast cancer cells. Our data suggest that blockade of ErbB3 function by monoclonal antibodies can be an effective strategy for inhibiting the growth of ErbB3-expressing cancer cells and provide new opportunities for the development of novel antibody cancer treatments.;티로신 인산화 효소 수용체 (receptor tyrosine kinase) 인 ErbB family (EGFR, ErbB2, ErbB3, ErbB4) 는 여러신호전달경로를 활성화시킴으로써 세포의 증식과 분화를 촉진한다. 이러한 ErbB family 수용체가 과다하게 활성화되면 일부 종류의 암을 발생시킬 수 있다. 특히 ErbB2-ErbB3 복합체는 PI3K/AKT 신호전달 체계의 활성화에 있어 가장 강력한 신호를 주는 것 중 하나로 알려져 있다. 이때 ErbB3가 ErBb2-ErbB3 복합체를 활성화하는데 중요한 역할을 한다. 최근 연구 결과 ErbB3의 발현을 억제하면 ErbB2에 의한 세포의 분화 및 성장 능력이 억제된다고 보고 되고 있다. 따라서 ErbB3는 암 치료에 있어서 중요한 target으로 간주된다. 우리는 여기서 ErbB3 항원에 대하여 거대 합성 인간항체 라이브러리로부터 파지 디스플레이 과정을 이용하여 항체를 선별하였다. 패닝 이후 개별 클론들에 대한 ELISA 스크리닝을 통해 ErbB3항원에 특이적으로 결합하는 클론들 (H3-1, H3-2, H3-2) 을 선별하였다. 이러한 단일사슬 항체절편 (scFv) 클론들을 IgG 분자로 전환하여 재조합 항-ErbB3 항체를 생산하였다. 이렇게 파지 디스플레이로 얻어진 항-ErbB3 항체 (H3-1, H3-2, H3-2)가 Colo205 cells에서 발현하는 ErbB3와 특이적으로 결합하는 것을 유세포 분석 실험을 통하여 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 anti-ErbB3 antibodies를 Colo205 cells에 처리하여 ErbB3/PI3K/AKT 신호전달체계에서의 변화를 관찰하였다. 그 결과 anti-ErbB3 antibodies (H3-1, H3-2, H3-2) 는 ErbB3의 인산화 정도뿐 만 아니라 세포의 성장 및 분화에 주요한 전사 요소인 AKT의 인산화 또한 감소시켰다. 또한 MCF7 cells에 anti-ErbB3 antibodies (H3-1, H3-2, H3-2) 를 처리하였을 때 세포의 성장이 억제되는 것을 확인하였다. 이때 세포의 성장은 처리한 항체의 농도에 비례하여 억제되었다. 이러한 결과들은, 파지 디스플레이 기법을 이용하여 만들어진 항-ErbB3 항체 (H3-1, H3-2, H3-2) 가 항원 특이적인 생물학적 활성을 지니며 치료용 항체의 개발뿐만 아니라 넓은 범위의 생물학적 연구에 유용하게 쓰일 수 있다는 것을 시사한다.