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 がん研究における統合的ソリューション 
免疫細胞開発から活性評価、生体内イメージングによる担癌モデル評価
  
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 がん研究における統合的ソリューション 
免疫細胞開発から活性評価、生体内イメージングによる担癌モデル評価
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高品質DNAの全自動合成による治療法開発の加速
高品質DNAの全自動合成による治療法開発の加速

がんの個別化医療にむけた研究開発ターゲットとして着目されているのが、がん細胞の遺伝子変異により生じるネオアンチゲン(neoantigen, 腫瘍特異的変異抗原)です。各々のがん患者で様々な特異的変異を有するネオアンチゲンは、複合体としてT細胞に認識されることにより腫瘍特異的な免疫応答が誘発、活性化されます。ネオアンチゲンを利用したがん標的性治療の研究開発がすすむことにより、より有効かつ副反応を抑えた免疫細胞療法などの新たな個別化医療技術が広く実用化されることが期待されています。 Codex DNAが提供する全自動合成生物学ワークステーションBioXpは、次世代シーケンサーやバイオインフォマティクス技術で得られた予測される配列情報からベンチトップでネオアンチゲンを人工合成し、T細胞応答を迅速にテストすることが可能です。また、BioXp™はクローニングおよび増幅プロセスに大腸菌を使用しないため、エンドトキシン汚染や不要な免疫原性を排除することができます。

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がん研究・がんの治療法開発のためのシングルセル単離・回収
がん研究・がんの治療法開発のためのシングルセル単離・回収

今後の発展が望まれるがん治療に、CRISPR/Casシステムを用いて遺伝子編集したT細胞を移植するがん免疫療法があります。がん細胞が有する増殖性や免疫抑制機能を、遺伝子編集されたT細胞と内在するT細胞との相互作用により抑制するこの治療法は、有効性と安全性を兼ね備えたがん治療法として新たな編集標的遺伝子の同定や既存抗がん剤との併用療法などの研究開発が進められています。 Cell Microsystemsが提供する全自動細胞単離・回収システムCellRaft Airは、CRISPR/Cas9ゲノム編集のためのソーティング、クローニング、およびコロニー増殖を最適化する機能を備えています。多くの遺伝子編集ワークフローでは多数の細胞を形質転換した後、クローンコロニーを確立するためにより大きな集団から個々の細胞を分離する必要があります。CellRaft Airはイメージングベースのソーティングモダリティを使用して、単一細胞の形質転換の表現型評価、およびコロニーが成長し始めたときのクローン性を監視することが可能であり、CRISPR/Casシステムを利用したゲノム編集においてもワークフローの効率性を改善します。

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がん研究におけるエネルギー代謝計測
がん研究におけるエネルギー代謝計測

近年、細胞の代謝を測定する技術の進歩は、がん治療のあり方を大きく変えました。現在では、代謝ががんの悪性化の重要な推進力であることが広く認められています。がん細胞の増殖には、より解糖系に近い経路へのアップレギュレーションや「代謝スイッチ」が必要であり、また、がん細胞の増殖に必要な急速なエネルギー要求を満たすために「ワールブルグ効果(Warburg Effect)」(好気的解糖)が必要だと考えられてきました。しかし最近では、一部のがんが優先してミトコンドリア呼吸を利用することも明らかになっています。がんの種類や環境に応じた多岐にわたる代謝表現型を同定し特異的な代謝ドライバーを理解することにより、がんに対する新たな創薬ターゲットの特定や治療法の発見を促進することが期待されています。 Agilent Seahorse XFテクノロジーはがん細胞の代謝をより深く理解するために、2つの主要な代謝経路である解糖系とミトコンドリア呼吸(酸化的リン酸化)をリアルタイムに測定することで、従来のエンドポイントアッセイでは捉えられなかった様々な代謝変化を定量的に分析・理解することが可能です。

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高感度発光・蛍光イメージングによる腫瘍の検出、治療効果のモニタリング
高感度発光・蛍光イメージングによる腫瘍の検出、治療効果のモニタリング

生体発光・蛍光イメージングは前臨床研究において生体内がん腫瘍の生体内分布の可視化やバイオマーカーの定量に活用されており、近年では臨床応用のための造影試薬開発など橋渡し研究に向けた技術発展を遂げています。 生体発光イメージング(BLI)は、基質となる発光物質に触媒作用する酵素の発現遺伝子が組み込まれたがん細胞の生体内分布やシグナル伝達の可視化が可能です。加えて、生体蛍光イメージング(FRI)では、様々な特性を持つ機能性蛍光試薬を投与し、蛍光標識した標的性物質(抗体など)の生体内がん腫瘍への集積や血管新生、炎症などの腫瘍バイオマーカーの検出に応用されています。 Spectral Instruments Imagingが提供するin vivo発光・蛍光イメージングシステムLago/Ami HT/Kinoは生体発光および蛍光シグナルを高感度に可視化・定量化することが可能であり、広い撮像視野によるスループット性の向上や、X線撮影オプションによる発光部位の明確化など高い機能性を有しています。

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高解像度超音波イメージングによる腫瘍の検出・治療効果のモニタリング
高解像度超音波イメージングによる腫瘍の検出・治療効果のモニタリング

超音波エコーは臨床では主にベッドサイドで用いられ、生体内組織を簡便かつリアルタイムに画像化することができます。前臨床においてもその特徴を有していることに加えて、高周波プローブを用いた高空間分解能、動物実験に最適化されたシステムデザインにより、生体内の微小構造とその動きを可視化・定量化することが可能です。 Fujifilm Visualsonicsが提供する小動物用 超音波高解像度イメージングシステムVevoシリーズは、最先端の超音波エコー技術により生体内がん腫瘍の解剖学的・機能学的・生理学的および分子レベルのデータを、同時且つリアルタイムに最小30 μmの空間分解能で取得することができます。また、光超音波オプションを拡張することで非侵襲的に腫瘍組織酸素飽和度の計測や機能性蛍光プローブの可視化・定量化を実現します。

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MRIによる腫瘍の検出、治療効果のモニタリング
MRIによる腫瘍の検出、治療効果のモニタリング

前臨床研究においてがん細胞を免疫不全マウスなどの実験動物に移植し、その生体内での生理学的挙動、分子プロセス、治療効果のモニタリングを、非侵襲的に画像化・定量化しモニタリングするin vivoイメージング技術は重要な研究ツールです。 MRIは、生体内がん腫瘍の生体内分布の可視化や体積定量だけではなく、プロトン自由度を可視化する拡散強調画像(DWI)や微小血管系の循環や血管特性を評価する灌流評価画像(DCE, ASL)、組織酸素レベルの定量(BOLD)、代謝産物の定量(MRS)といった機能的イメージングをシステムの磁場強度とスペクトロメータの性能、撮像シーケンスのデザインに依存して段階的に実現します。 弊社取扱いの前臨床研究用MRIシステムは、磁場強度1.05 T(永久磁石型)、3.0 Tおよび7.0 T(Cryogen-free型)であり、それぞれの特性とユーザーのニーズに合わせて最適なシステム選択をサポートします。

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