Protein covariation networks for elucidating ferroptosis inducer mechanisms and potential synergistic drug targets

Published Date : March 31, 2025
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論文の概要：
表現型スクリーニングで見出されたヒット化合物の作用機序解析は、新たなバイオロジーの発見、化合物の創薬研究にとって重要なステップです。様々な作用機序解析手法が開発されていますが、絶対的に成功確率が高い手法はなく、新たなアプローチ法の開発が望まれています。本論文では、薬剤により引き起こされるタンパク質の「量・質・局在」の変化を蛍光抗体染色法により捉え、その時間的同調性に基づいて共変動ネットワークとして可視化するPLOM-CON解析法（Protein Localization and Modification-based Covariation Network analysis method）を用い、細胞死機構の一つであるフェロトーシス誘導作用を有する化合物の作用機序解明に成功しました。また、得られた共変動ネットワークデータをもとに、新たな併用治療戦略を示唆することができました。
本手法が化合物の作用機序解析に有用であるとともに、併用薬研究の可能性を拡げる手法であることが示されました。

【Axcelead DDPのソリューション】
Axcelead DDPでは表現型スクリーニングサービスに加えて、Finger printingやChemical proteomicsを用いた作用機序解析のサービスを提供しています。新たな表現型スクリーニングをご検討の際、また、お持ちの化合物の作用機序が分からずにお困りの際には、是非当社にご相談ください。

関連情報：東京科学大学

尾野 晃人　Screening Business Unit
工学修士。大阪大学大学院工学研究科修了後、武田薬品工業株式会社を経て、2017年にAxcelead Drug Discovery Partners 株式会社に入社。表現型スクリーニングや作用機序解析、細胞を用いたHTS評価系の構築を担当。

Phosphorylation Dynamics and Kinase Interaction in mRNA Transcription-Associated Kinases: Autophosphorylation of CDK12 and its Modulation by CDK7 and CDK9

Published Date : October 18, 2024
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論文の概要：
タンパク質リン酸化によるシグナル伝達経路は、細胞外の刺激を細胞に伝達することにより、増殖、分化、生存等の細胞機能において重要な役割を果たしています。また、タンパク質リン酸化修飾は、癌等の疾病原因と深く関わり、CDKの異常な活性が癌細胞の増殖や生存に寄与することから、各転写CDKを標的とした癌治療法の開発も進んでいます。転写活性で不可欠な役割を果たす、RNAポリメラーゼII(Pol II)のC末端ドメイン(CTD)と、それらをリン酸化する転写関連キナーゼCDK7、CDK9、およびCDK12間の分子相互作用は、これまでに研究されてきましたが、CDK間の相互作用は十分に研究されていませんでした。本論文では、リン酸化プロテオーム解析により、CDK12リン酸化がCDK7とCDK9によって協調的に活性化されること、およびCDK12リン酸化部位とその機能に及ぼす生物学的効果について明らかにしました。CDK間の相互作用を解明することで、これらを標的とした新薬の開発に役立つことが期待されます。

【Axcelead DDPのソリューション】
リン酸化は、タンパク質の生理機能を調整する重要な翻訳後修飾です。一方で、リン酸化は、極微量でMS解析の難度が高いこと、オミクス分析で得られた多数分子解釈の難度が高いことから手軽に実施できる技術ではありません。Axcelead DDPには、最適化したリン酸化分子濃縮法を始め、キナーゼ予測や相互作用解析等を駆使して、タンパク質リン酸化解析を実施できる高度なノウハウ・経験・知識があります。これらを活用することにより、創薬研究の加速・成功率向上に欠かせないバイオマーカーについても、他のオミクス層では見つからない、独自のマーカーを見出せる可能性があります。MOA探索、POC取得等でお困りの方、本技術を活用し、創薬研究を加速させたい方は、是非、当社にご相談ください。

林　浩三　 DMPK BU　Omics & Bioinformatics G　所属
1990年武田薬品工業入社。天然物化学を経て、2002年に同社初のプロテオミクスプラットフォームを構築。Axcelead Drug Discovery Partners株式会社でもプロテオミクス業務を担当。

A novel deep learning approach for analyzing glomerular basement membrane lesions in a mouse model of X-linked Alport syndrome

Published Date : October, 2024
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論文の概要：
本研究により、AxceleadDDPが作製したAXCCマウス（ヒトアルポート症候群のCOL4A5遺伝子のナンセンス変異を有する）のメスが、腎糸球体における異常IV型コラーゲンのモザイク状発現パターンを示し、アルポート症候群女性患者の病態を模倣することが明らかになりました。
さらに、筑波大学・昭和大学、AxceleadDDPそれぞれで実施された評価の組み合わせにより、AIを取り入れた病理画像解析技術の有用性や、アルポート症候群の予後予測や早期治療介入に役立つ知見が示されました。

【Axcelead DDPのソリューション】
今回の研究ではAxcelead DDPで実施したHALO(indica Labs)を用いた病理画像解析が重要な結果の一つとなり、成果が生み出されました。HALOによる病理解析は、AIを取り入れた画像解析ツールに、病理専門家の知識技術を融合させることでそのデータの価値をより高めることができます。全身各臓器／組織／細胞における薬効・毒性評価やMOA解析、薬物動態研究などに活用できますのでお客様の課題についてぜひご相談下さい。

関連情報：筑波大学

小林 亮介　Pharmacology Business Unit、Integrated Pathology
獣医学博士。認定毒性病理学専門家、獣医病理学専門家、トキシコロジスト。
2019年にAxcelead Drug Discovery Partners 株式会社入社。安全性評価、薬効評価に関連する病理組織検査や、空間的トランスクリプトミクス研究を担当。病理専門家として様々な創薬研究をサポートしている。

Xenogenic Engraftment of Human Induced Pluripotent Stem Cell–Derived Pancreatic Islet Cells in an Immunosuppressive Diabetic Göttingen Mini-pig Model

Published Date : October, 2024
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論文の概要：
１型糖尿病の根治的な治療法として、ES細胞やiPS細胞などのヒト多能性幹細胞から作製した膵島様細胞の移植が期待されており、京都大学iPS細胞研究所（CiRA）と武田薬品の共同研究プロジェクト（T-CiRA）からヒトiPS細胞由来膵島細胞（iPIC）が見出されました。
細胞製品の開発では、臨床試験への橋渡しとして、身体の大きさがヒトに近い大動物で薬効評価を行うことが望ましいと言われています。本論文では、胸腺および脾臓を摘出したミニブタに膵β細胞を破壊する薬剤のストレプトゾトシンを投与し糖尿病の病態を再現し、さらに、免疫抑制剤を投与することでヒト細胞の移植が可能な糖尿病ミニブタを作製しました。この免疫抑制糖尿病ブタモデルに移植したiPICが、移植から約1か月後も持続的に生着していることが組織学的に確認されました。また、ヒト型C-peptide（インスリン分泌の指標）が血中に分泌されていることも確認されました。本モデルは、糖尿病に対するヒト細胞を用いた細胞移植治療の開発に役立つと期待されます。
本研究においてAxcelead DDPは、in vitro試験からの免疫抑制剤の目標血中濃度設定、免疫抑制糖尿病ブタモデルの構築および細胞移植を担当・実施しました。

【Axcelead DDPのソリューション】
免疫系臓器の切除と免疫抑制剤の投与により、ヒト細胞が生着する免疫抑制状態を呈し、かつ、安定した病態を維持することが困難と言われている１型糖尿病を併せ持つブタモデルを構築できたのはAxcelead DDPの高い動物実験技術力によります。また、リンパ球を用いたin vitro試験から適切な免疫抑制剤の投与量を設定した上で動物実験を行うことができるのもAxcelead DDPの強みです。in vitro試験からin vivo試験への用量設定のブリッジングにお困りの方、あるいは大動物/小動物の病態モデルや評価系構築をご検討の方は是非Axcelead DDPにご相談ください。

関連情報：
京都大学iPS細胞研究所（CiRA）
オリヅルセラピューティクス株式会社

金子まなみ　Pharmacology Business Unit
1998年北海道大学獣医学部修了後、武田薬品工業株式会社にて循環器疾患、代謝疾患領域を中心に創薬研究に従事。2017年より現職。循環器領域や代謝疾患領域のMOA解析、ターゲットバリデーション、薬効薬理試験を担当。免疫抑制大動物モデルの構築とそれを用いた薬効薬理試験を担当。2018年6月に北海道大学獣医学部 獣医学博士号取得。

Identification and removal of unexpected proliferative off target cells emerging after iPSC derived pancreatic islet cell implantation

Published Date : April 10, 2024
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論文の概要：
　日吉秀行 主任研究員（武田薬品工業株式会社 R&Dリサーチグローバルアドバンストプラットフォーム）、豊田太郎 講師（CiRA未来生命科学開拓部門、元タケダ-CiRA共同研究プログラム（T-CiRA））らの研究グループは、iPS細胞由来の膵島細胞を多数移植した際に、予期せぬ目的外細胞が出現することを見出し、その培養方法と除去方法を見つけました。
　糖尿病に対する細胞療法として、ヒトiPS細胞やES細胞などのヒト多能性幹細胞（PSCs）から作製した膵島様細胞の移植が期待されています。PSCsから作製された膵島細胞集団には、内分泌細胞以外の細胞（目的外細胞）が混入する可能性があります。過去の研究から、目的外細胞として膵臓の内分泌組織以外の構成要素が移植後に増殖して組織構造を形成することがあると報告されています。しかし、膵臓系譜以外の増殖性の目的外細胞の混入の可能性や、その性質の解明はほとんど研究されていませんでした。
　研究グループは、iPS細胞由来の膵島様細胞を移植して長期間経過後の移植片を多数観察したところ、予期せぬ目的外細胞が出現することがあることに気づきました。この細胞は間葉系幹細胞（MSCs）と平滑筋細胞（SMCs）の特性を持つことから、増殖性MSCおよびSMC様細胞（PMSCs）と呼ぶことにしました。PMSCsは、移植前には検出されず、細胞を多数移植した場合に検出されるため、ごく少数の細胞に由来すると考えられました。そこで、PMSCsを移植せずに検出するために、PMSCsになると推定される細胞集団を増やす培養法を構築しました。この培養系を用いた解析から、PMSCsになると推定される細胞はドセタキセルという化合物で処理することで減少することを見出しました。また、ドセタキセルで処理した細胞を移植すると、細胞を移植してから長期間観察しても、PMSCsが検出されなくなりました。本研究は、移植治療のためのヒトiPS細胞由来膵島様細胞に潜在して、移植長期間過後に顕在化する可能性のある目的外細胞を事前に除去し、安全性を高めることに役立つと期待されます。
　この研究成果は2024年4月10日（米国時間）に米国科学誌「Proceedings of the National Academy of Sciences」でオンライン公開されました。
本研究においてAxcelead DDPはシングルセル遺伝子発現解析を実施しました。

関連リンク
京都大学 iPS細胞研究所

関連サービス
シングルセル遺伝子発現解析

浅野 真也　Data Science & Informatics
修士（農学）。東京大学大学院農学生命科学研究科修士課程卒業後、ベンチャー企業を経て、2017年にAxcelead Drug Discovery Partners 株式会社に入社。RNA-seqを中心にオミクスデータ解析を担当。

Lobular distribution of enhanced expression levels of heat shock proteins using in-situ hybridization in the mouse liver treated with a single administration of CCl4

Hitoshi Kandori, Masami Aoki, Yumiko Miyamoto, Sayuri Nakamura, Ryosuke Kobayashi, Mitsuharu Matsumoto, Kotaro Yokoyama

Web版公開日： 2023年10月27日
雑誌掲載：2024年1月
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本論文に掲載した画像データは本誌1月号の表紙に採用されています
　※日本毒性病理学会のウェブサイトへ遷移します

論文の概要：
本稿はAxceleadが保持するin situハイブリダイゼーション（ISH）と免疫組織化学(IHC)の高い技術を用い細胞ストレス応答を可視化したオリジナル論文です。CCl4を投与したマウスから6時間または1日後に肝臓を摘出し、heat shock protein(HSP)のISHを実施しました。6時間後、肝小葉中心部にHspa1a、Hspa1b、およびGrp78のmRNAシグナル増強が認められ、1日後には消失しました。CCl4を投与したマウスの小葉中心部肝細胞において細胞ストレス反応であるHSPのmRNAレベル増加が短時間で生じることをISHにより可視化した世界で初めての成果と考えられます。同時に実施したIHCの結果はISHの結果と必ずしも一致せず、細胞ストレス応答で知られる転写後遺伝子制御のメカニズムが関与しているとの考察も導くことができました。

Lineage tracing of T cell differentiation from T-iPSC by 2D feeder-free culture and 3D organoid culture

Published Date : December 15, 2023
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論文の概要：
抗原特異的T細胞を初期化したiPS細胞から誘導したT細胞 (T-iPS-T細胞)はT細胞免疫療法に有用なツールです。細胞傷害性T-iPS-T細胞の誘導はすでに確立されていますが、ヘルパーT-iPS-T細胞の誘導は依然として困難です。今回T-iPS-T細胞の経時的なシングルセル遺伝子発現解析を実施しました。ヒト胸腺組織のscRNA-seqデータセットと統合して解析した結果、T-iPS-T細胞はヒト胸腺に移行するT細胞と類似していることが示唆され、CD4+ T-iPS-T細胞の分化・生成に重要な遺伝子を見出しました。

本研究においてAxcelead DDPはシングルセル遺伝子発現解析を実施しました。

関連サービス
シングルセル遺伝子発現解析

浅野 真也　Data Science & Informatics
修士（農学）。東京大学大学院農学生命科学研究科修士課程卒業後、ベンチャー企業を経て、2017年にAxcelead Drug Discovery Partners 株式会社に入社。RNA-seqを中心にオミクスデータ解析を担当。

The combination of brentuximab vedotin and chidamide synergistically suppresses the proliferation of T-cell lymphoma cells through the enhancement of apoptosis

Published online Date : November 3, 2023
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論文の概要：
Brentuximab vedotin (BV)はPeripheral T-cell lymphoma（PTCL）で承認されている薬剤であり、単剤あるいは併用療法においてsurvival timeの改善に寄与しています。今回、さらなるsurvival timeの改善を目指した新しい併用療法を念頭に置き、BVのパートナーとなりえる薬剤を前臨床試験にて評価しました。承認薬あるいは後期臨床開発薬から選択した併用パートナー候補薬のうち、BVとの強い併用効果を示す薬剤として、Chidamideを見出しました。BVとChidamideの併用は、細胞実験に加えて動物実験でも相乗効果を示し、トランスクリプトーム・パスウェイ等を含む種々の解析から、がん細胞においてアポトーシスを増強していることが確認されました。

Peripheral T-cell lymphoma (PTCL)
胸腺での分化・成熟を経て末梢臓器に移動したT細胞に由来する種々のリンパ系腫瘍の総称であり、月単位で進行するアグレッシブリンパ腫に分類。
Brentuximab vedotin
細胞表面マーカーCD30を標的とする抗体に微小管阻害作用を有するmonomethyl auristatin E（MMAE）が結合した薬物複合体。

関連サービス
臨床での併用戦略や併用化合物の探索・メカニズム解析など、お客様のニーズに合わせた薬剤併用解析サービスをご提供

田中 浩史　統合トランスレーショナル研究
九州大学大学院農学研究科修士課程を卒業後、武田薬品工業を経て、Axcelead Drug Discovery Partners株式会社へ転籍。癌領域を中心にin vitroアッセイを担当。

Discovery of a Novel Series of Potent, Selective, Orally Available, and Brain-Penetrable C1s Inhibitors for Modulation of the Complement Pathway

Publication Date:April 25, 2023
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論文の概要：
本論文は、高活性、経口投与可能、かつ脳透過性の認められた初めての選択的C1s阻害剤についての報告です。
C1sは、免疫機能において重要な役割を持つ補体系の3つの活性化経路の1つ、古典経路の因子であるセリンプロテアーゼです。補体系の異常は、免疫性神経疾患を含むさまざまな疾患の発症や進行に関与しており、C1s阻害剤は様々な補体関連疾患の治療薬となることが期待されます。
当社は、in vitro試験を担当し、C1sや選択性アッセイのタンパク質調製、系構築、スクリーニングおよび化合物の活性評価で本研究に貢献しました。

近藤　光代　医薬探索研究　Discovery Biology　所属
名古屋大学農学部卒業後、武田薬品工業を経て、Axcelead Drug Discovery Partners株式会社へ参加。Cell freeアッセイ系構築、スクリーニングマネジメント、化合物評価等の業務を担当する。

Characterization and reduction of non-endocrine cells accompanying islet-like endocrine cells differentiated from human iPSC

2022年4月
https://www.nature.com/articles/s41598-022-08753-5

論文の概要：

糖尿病の根治的な治療法として、ES細胞やiPS細胞などのヒト多能性幹細胞から作製した膵島様細胞の移植が期待されています。人工的に細胞を作製すると目的外の細胞が混入する可能性があります。特に大量の細胞移植が必要となる臨床応用にむけて、安全性の観点から可能な限り混入を低減することが望まれますが、混入する細胞は非常に稀な細胞集団であるため、解析が困難で不明な点が多いという課題があります。

日吉秀行 主任研究員（武田薬品工業株式会社T-CiRAディスカバリー）、佐久間健介 主任研究員（前職：武田薬品工業株式会社T-CiRAディスカバリー、現職：　オリヅルセラピューティクス株式会社)、山添則子 主任研究員（前職：武田薬品工業株式会社T-CiRAディスカバリー、現職：　オリヅルセラピューティクス株式会社)および豊田太郎 講師（CiRA増殖分化機構研究部門、T-CiRA、現　未来生命科学開拓部門）らの研究グループは、 ヒトiPS細胞由来の膵島様細胞の遺伝子発現を単一細胞レベルで解析することで、製造過程で混入の可能性がある目的外細胞の特徴を同定し、高感度に検出する方法を見出しました。また、目的外細胞の除去方法として、細胞増殖に関わるPLK分子の阻害や、解糖系の阻害といった新規の方法が有効であることを示しました。これらの知見は、移植治療のためのヒトiPS細胞由来膵島様細胞の大量製造において、既存の方法と組み合わせて目的外細胞を除去し、安全性を高めることに役立つと期待されます。

本研究においてAxceleadはシングルセル遺伝子発現解析を担当しました。

シングルセル遺伝子発現解析

関連情報：

京都大学iPS細胞研究所（CiRA）

Construction and Functional Evaluation of a Three-Dimensional Blood–Brain Barrier Model Equipped With Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Brain Microvascular Endothelial Cells

2022年4月
https://doi.org/10.1038/s41598-021-00820-7

論文の概要：

帝京大学薬学部薬学薬学動態研究室の出口芳春 教授・手賀悠真 元助教・黒澤俊樹 助教と共同でOrgan-on-a-chip上に血液脳関門（BBB）を搭載した3次元BBB-on-a-chipを開発しました。BBBのモデル細胞であるヒトiPS細胞由来脳毛細血管内皮細胞はOrgan-on-a-chip上で血流を模倣したShear stressを与えられたことで毛細血管様の3次元構造を形成しました。タイトジャンクションの形成が示唆されただけでなく、トランスポーターの機能的な発現も認められ、化合物の移行性も評価できることを明らかにしました。ヒト中枢移行性の予測において有用なハイスループット評価ツールになり得ると期待されています。

このOrgan-on-a-chipはmicrophysiological systems（マイクロ流体デバイス）とも呼ばれ、様々な臓器モデルや疾患モデルの開発に適用が可能であり、創薬のあらゆるプラットフォームで期待されています。

関連情報：

帝京大学 薬学部 薬物動態学研究室