酵素抗体法

酵素抗体法（こうそこうたいほう）

酵素抗体法（英: Enzyme labeled antibody method）は、生物の組織切片や細胞に存在する特定の分子（抗原）の分布や量を調べるために用いられる、免疫染色法の一つです。この手法は、抗原とそれに特異的に結合する抗体との間に生じる免疫反応を利用しており、極めて高い特異性を持って標的分子を識別できるのが特徴です。

原理と特長

この方法の核心は、抗体に酵素を結合（標識）させておく点にあります。組織内の目的の抗原に特異抗体が結合した後、この抗体に標識された酵素が特定の基質と反応することで、発色などの検出可能なシグナルを生み出します。酵素は触媒として働くため、少量の酵素でも多量の生成物を連続的に作り出すことができ、これにより感度を大幅に向上させることが可能です。

酵素抗体法は、標識抗体を直接抗原に結合させる「直接法」と、一次抗体を介して二次抗体を結合させる「間接法」に大別されます。間接法は、多くの場合、直接法よりも感度が高いとされています。また、蛍光色素を標識に用いる蛍光抗体法とは異なり、安定した発色反応を利用するため、シグナルの褪色（フェイディング）を気にすることなく、比較的長期間の観察や保存が可能です。

主な酵素

酵素抗体法で標識としてよく用いられる酵素には、以下のものがあります。

ペルオキシダーゼ（Horseradish Peroxidase, HRP）: 様々な発色基質が利用可能であり、最も広く使われています。
アルカリホスファターゼ（Alkaline Phosphatase, AP）: HRPとは異なる基質を使用し、多重染色などに利用されます。

これらの酵素と基質の組み合わせにより、検出された抗原の位置を色として可視化することができます。

主要な手法

感度や操作性を向上させるために、様々な改良された酵素抗体法が開発されています。

間接-ABC法 (Avidin-Biotin-Peroxidase Complex 法): ビオチンとアビジンの高い結合親和性を利用して、酵素複合体を効率よく標的部位に集積させる手法です。
間接-PAP法 (Peroxidase-Anti-Peroxidase Complex 法): ペルオキシダーゼとそれに対する抗体からなる複合体を用いる手法です。
LSAB法 (Labeled Streptavidin Biotinylated Antibody 法): ストレプトアビジンとビオチンの結合を利用した高感度法で、ABC法よりも非特異反応を抑える効果が期待できます。
触媒信号増幅法 (Catalyzed Signal Amplification method, CSA): 酵素反応によって生じた生成物が別の反応を触媒することで、シグナルを増幅させる手法です。
免疫高分子法 (Universal Immunoenzyme Polymer method): 複数の酵素分子をポリマー状に結合させたものを用いることで、多くの酵素を効率よく抗体に結合させる手法です。
チラミドシグナル増幅法 (Tyramide Signal Amplification, TSA法): HRPの触媒作用により、チラミド誘導体を活性化させ、近傍のタンパク質に共有結合させることでシグナルを大幅に増幅する、特に高感度な検出法です。

これらの手法により、微量の抗原でも検出することが可能となり、様々な研究分野で不可欠な技術となっています。

観察と応用

酵素抗体法による染色は、光学顕微鏡を用いて観察するのが一般的ですが、特別な手法を用いることで電子顕微鏡による微細構造レベルでの局在解析も可能です。この技術は、病理診断における腫瘍マーカーの検出、感染症の原因物質の特定、神経科学における特定の神経細胞や分子の局在解析、発生学における特定の遺伝子産物の分布解析など、基礎研究から臨床応用まで幅広い分野で利用されています。

歴史

酵素を標識として用いる抗体法の基礎は、1966年に日本人研究者である中根一穂博士とPierce博士によって確立されました。彼らは、抗体と酵素を結合させ、その酵素反応による発色を利用して抗原の存在部位を可視化する画期的な手法を開発し、その後の免疫組織化学の発展に大きく貢献しました。

酵素抗体法は、その後も検出感度や特異性を高めるための改良が続けられており、現代の生命科学研究や診断において、抗原検出のための強力なツールであり続けています。

関連する技術としては、蛍光抗体法、ELISA（Enzyme-linked Immunosorbent Assay）、in situ ハイブリダイゼーションなどがあります。

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