前回の記事では極めて強力な検出技法である抗原抗体反応を使った身近な物質として、妊娠検査薬と覚せい剤検出薬とを紹介していましたが（どっちもいうほど身近じゃないかもしれませんけど）、せっかくなので余談の余談として、生化学・生命科学研究でめちゃくちゃよく使われる検出手法を2, 3ご紹介してみるとしましょう。
…っつってもこんなもん詳しく見てもマジで面白くも何ともないので、ごくごく簡単な紹介程度に留めるにしておきたいですね。
抗原抗体反応が使われる検出技法としては、最もよく使われているのが記事タイトルにも並べた「ウェスタン・ブロッティング」（WBとか略記されますが、まぁ口頭では日本語でも英語でもWesternと呼ばれますね）、それから「ELISA」という呼称（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assayの頭字語ですが、それは長すぎるため、FBIとかAIDSみたいに略称が正式名称というか、普段それ以外で呼ぶ人はいない感じですね。ちなみに発音は「エライザ、イライザまたはエライサ」とする記述が多かったですが、池田さんっぽいエライザが一番使われてるんじゃないかな、って気がします）の、2つが筆頭に挙げられます。
前回も似たようなことを書いた通り、これらはあくまで特定の物質の「検出」であって、未知のものを見つけたり同定したりする手法ではありません。
例えば、未知の野草とかをどっかジャングルの奥地とかから採ってきて、「この植物には何か新しい成分があるに違いない！検出しよう！！」と意気込んでも、ウェスタンで新しい成分を発見することは絶対にできません。
ウェスタンでできることは、あくまでも、特定の分子（抗原）に結合する抗体をあらかじめ用意して、「そのサンプルに、その『気になる分子』が含まれるかどうか？」を確かめるという話に留まっており、未知の物質どころか、知られている物質であっても、それに結合する抗体がこの世に存在しないと、検出することすらできないわけです。
僕がこの辺の技術を初めて習ったのは大学の初期、まだ研究室とかに配属されて実験やら研究やらを始める前の頃でしたが、そのときは研究というのは未知のものを新発見してなんぼだと思っていたので、「はぁ？既にもう知られている物質が、あるかないかを見るだけ？しかもその物質を認識する抗体すら既に存在してるってこと…？そんなもう知られている物質のことを調べて、何の意味がある…っていうか何が面白いん？」とか思ったものでしたが、実際は、研究（特に生命科学系の研究）というのは、むしろ「既知の物質が、何と相互作用して、どう調節されているか？」みたいなことを探求するのがメインだといえるぐらいだったのでした。
つまり、『○○という遺伝子をノックアウトしたら、「～～」という面白い現象が見られた。「～～」という現象は、××という有名タンパク質が関わっていたはずだ。これは、この○○遺伝子が、一見関係ない××というタンパク質に影響を与えているからではないだろうか？○○遺伝子をノックアウトしたときに、××というタンパク質がどうなるか、ウェスタンで確認してみよう！』とか、『△△というタンパク質がなくなると、病気になることが知られている。この病気の特効薬を開発したぞ！さぁ、この薬の投与前後で、△△というタンパク質の体内合成量がどう変わるか、ELISAで確認するぞ！！』とかそういった感じで、既に知られた物質が、体内でどう挙動が変わるのかを調べるのも、すごく大切な研究だということなんですね。
そういったこの手の検出実験の存在意義について述べたところで、簡単にどんなものなのかさらってみるとしましょう。
まずはELISA…典型的な実験結果は、この画像みたいな感じのやつですね。
大抵このように96ウェル（96穴）プレートを使って、発色の具合で「検出したい物質が、どれぐらいサンプル中に存在していたか」を知ることができる、という形です。
96ウェルプレートは、上から下に8行・AからH、左から右に12列・1から12の番号が振られていることがほとんどですね。
上のWikipediaの例でいうと、例えば一番左上のA1ウェルは真っ青になってますが、これは、「テストしたサンプルの中に、検出したい標的物質が大量に含まれていた」ということを意味しているわけです。
なお、実験というものは、何事でも比較対象となるコントロール群が必要ですから、左端の列はキレイに段階的に薄くなっていってるように見えますし、多分、A1～H1までは、純品の標的物質（分かりやすく、ここではお酒分解酵素のALDH2の存在量をテストしているとしましょうか）を段階希釈してテストしたグループなのでしょう。
（よく見たらA2～H2、A3～H3も同じ感じなので、人為的ミスを防ぐために、3列で同じ操作をやっていると予想されますね。）
例えば、A1に1000 mg/Lという濃度、B1にそれを10倍希釈した100 mg/Lという濃度…という風に段階的に薄めた純品のALDH2（これは、市販のタンパク質を購入とかして入手したものです。濃度は既に分かっているもの、ってことですね）をテストした感じだったと仮定しますと、他のウェルで実際にテストしたサンプルが例えばちょうどB1と同じぐらいの濃さだったら、「そのサンプル中には、100 mg/LのALDH2が含まれていた」と分かるわけです。
現実的には青色の強さは測定器で測って数値で表されるので、それを元にエクセルでグラフを作って細かい濃度まで客観的な数字データで推測可能な感じになっています。
適当にこのWikipediaの図の実験例を考えてみると、（似たようなものが多いのでとりあえず4番目の列のみに着目してみて）一番上のA4が何も投与されてない人のALDH2の体内量（つまり基準値）、そして、B4からH4までの7つが、製薬会社の開発した7種類の「お酒消化のお助け薬（二日酔い薬？）候補」を投与された後の、ALDH2体内濃度だったと仮定しましょう。
（体内のALDH2濃度が上がれば、二日酔いが解消されることが期待されます。）
このELISA結果から、B4とC4で投与した候補薬が投与前より明らかにALDH2濃度をアップしてくれており非常に有望といえますね（C4が一番濃い？これは、数字を見ないと、肉眼では正確な違いは分かりませんが）。
一方D4はALDH2濃度が逆に下がっており、二日酔い薬としては使えそうにないけれど、逆向きの効果であっても明らかに大きな影響を及ぼしていることには違いないので、これも興味深い対象ですね。
E4～G4は（多少違いはあるけど）ほぼ効果のなかった薬という感じで、あと比較対象としてプラシーボ（偽薬）も必ず必要ですから、ちょうどH4はプラシーボサンプルだったとすると、これは「効果なし」で予想通りの結果であった…
……みたいな感じの実験だったのかもしれませんね（まぁ、薬の候補としてテストしたのにそんなに体内濃度が下がるなんてまずないので、適当すぎる例だったかもしれませんが）。
B4とC4の新薬候補が効果がありそうなので、この2つに関して、ここから更に安全性テストやら色々他の試験も行い、新しい商品を開発していく…みたいな流れでしょう。
（ま、あくまで適当にでっちあげた一例ですけどね。）
…何か結局長くなってますが（しかも書き終えてから改めて読んでみましたが、多少書き直してみたものの、何というかめっちゃんこ分かりづらかったですね…）、原理というか仕組みの方にも軽く触れてみると、一口にELISAといっても色々なやり方はあるものの、特異性・感度が高いことから、一番よく使われているのはサンドイッチ法という手法じゃないかな、と思います。
まぁ別に難しいことはなく、結局前回の妊娠検査キットと同じ、抗原抗体反応なんですけどね。
購入したELISAプレートの底には、抗体が固定されています（図(1)）。
先ほどの適当に考えた例なら、ALDH2を認識して結合する、「抗ALDH2抗体」がついたELISAプレートを購入する、ということですね（もちろん何もついていないプレートに、自分で好きな抗体を結合させることも可能ですが、プロの用意したやつの方がクオリティはやっぱり高いです）。
ここに、血液サンプルなり、唾液サンプルなり、鼻の粘膜から採取したサンプルなり、動物実験だったらマウスの肝臓から抽出したタンパク質懸濁液なり…といった、自分のテストしたい検体を滴下します（図(2)）。
サンプルの中にALDH2が含まれていれば、抗体とガッチリ結合するわけですね（なお、画像では1つしか描かれていませんが、当然、プレートの底には何百万何千万分子の抗体が固定されています）。
サンプルを反応させたら（室温で10分待つとか、その程度です）、結合しなかったゴミ分子を洗い流して（抗体に結合したALDH2は流されません！）、続いてALDH2の別の部位を認識する抗体を反応させます（図(3)）。
その後また結合しなかったものを洗い流し、続いては「先ほど反応させた抗体を認識する抗体（発光試薬を光らせる酵素付き）」を反応させます（図(4)）。
そして最後、色素というか発光試薬を加えることで、最後の抗体にくっついている酵素が、その存在量に応じて、青なり黄色なりの形でシグナルを生み出してくれる（図(5)）、というわけですね。
正直クッソややこしいですが、なぜそんな何回も抗体をかますかといいますと、そうする理由というかメリットというのがいくつか存在するから、に他なりません（メリットがあるからこそ、よく使われてるわけですしね）。
まず、抗体を2回かますことのメリットですが（プレートに固定されたやつ（図1）と、最初に反応させるやつ（図3）の2つですね）、これは、得られたシグナルが「その標的物質に由来するものである」という信頼性が極めて高くなることが挙げられます。
専門用語で（いうほど専門的でもないですが）「特異性が高い」ということですね。
抗体は必ずしも100:0で自分の認識する抗原のみと結合するわけではなく、バックグラウンドとして、ある程度非特異的に関係ない物質とも結合してしまうわけですが（認識部位が似てる物質とか）、非特異結合は抗体によってバラバラなので、2種類の抗体をかますことで、非特異シグナルをグッと減らせるわけです。
（プレート固定抗体に結合した非特異物質は、ほぼ間違いなく2番目の抗体では認識されないので（←両者は認識部位が違う抗体なので）、無視できるようになるわけですね。）
一方、後半のステップで、自分で反応させる抗体をわざわざ更に2つも使う（図(3)と(4)）理由ですが、大きく2つのメリットがあるといえましょう。
まず、抗体は抗原を認識するわけですが、「抗体を認識する抗体」、つまり抗体が抗原として使われる場合（ややこしい！ですが、図(3)で加えた抗体は、図(4)では「新しい抗体にとっての抗原」になるということですね）、抗体はY字型をしているので、基本的に、Y字の左と右とで、2つの抗体が結合可能となっています。
（普通の抗原の場合は、抗体が結合できるのは、認識部位の一箇所のみです。）
なので、「抗体を認識する抗体」のおかげで、シグナルの増幅が可能となるんですね。
どういうことかというと、例えば図(2)の時点で100分子のALDH2がプレートに固定されていたとすると、図(3)のステップでは、100分子の抗体が結合可能なわけです。
仮に図(3)の抗体に酵素を付けて、この時点で色素を加えると、100分子分の光しか作られませんが、ここでもう1段階抗体を加えてやるとどうでしょう！
上述の通り、図(3)の抗体1つには図(4)で加える抗体が2本ずつ結合可能ですから、100分子の「図3抗体」に、200分子の「図4抗体」が結合可能ということで、シグナルが2倍に増幅されるんですね！
よって、検出限界ギリギリの少ないALDH2でもしっかり濃度が見られるようになりますから、これは大きなメリットです。
もう一つは、経済的なメリットですね。
(3)の抗体は、先ほどの例でいうと「ALDH2を認識する抗体」でした。
抗体に酵素を付着させるのは結構高額な費用がかかりますが、この図3抗体に酵素を付着させた場合、こいつはALDH2のELISAでしか使えません。
しかし、「抗体を認識する抗体」(図4抗体)は、実は、同じ動物が作った抗体ならあらゆる抗体を認識可能なのです。
つまり、「ALDH2を認識する抗体」も「ソーマチンを認識する抗体」も「チューブリンを認識する抗体」も、どれも例えばウサギに作らせた抗体だったならば、「ウサギが作った抗体を認識する抗体」を使うことで、全ての抗体（図(3)で加える抗体）を認識可能になるわけですね！
ということで、この「ウサギ抗体を認識する抗体」に酵素をつければ、高価な酵素付き抗体を色々な物質を検出するELISAで使い回しすることができる、ってことになるわけです。
（逆に、検出したい物質を直接認識する抗体に酵素をつける場合、それぞれの物質ごとに酵素つき抗体を用意しなければならず、大変！）
正直めっちゃややこしいですが、整理して理解すると、はぇ～、よくできとるなぁ～、と思える仕組みになっているのではないかと思います。
注意点としては、「プレートに固定してある抗体は、別の動物が作ったものでなければいけない」ってことがありますね。
例えば、もしプレートに固定してある抗体も「ウサギが作った抗体」だったら、ALDH2が結合していようといなかろうと、全てのプレート抗体に酵素付き抗体（＝ウサギが作った抗体を認識する抗体！）が結合してしまい、めちゃくちゃなことになります。
なので、プレートに固定してある抗体は（例えば）「マウスが作った抗ALDH2抗体」、図3で反応させるのは「ウサギが作った抗ALDH2抗体」、そして図4で反応させるのは「ヤギ（これは何が作ったのでもいいですけど）が作った抗ウサギ抗体・酵素付き」を使う…というデザインにする必要があるわけです。
いやぁ～、結局無駄に長くなってしまいました！
アップ後時間をおいて改めて読み直しましたが、ややこしすぎる！！
これは正直、ちょっと入門編でする話じゃなかったかもしれませんね。
一方、名前しか出さなかったウェスタンの方は、こっちもぶっちゃけ入門編で説明するような話でもないかもしれませんけど、まぁまた次回簡単に触れてみるとしましょう。
