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2024/06/04

プレシジョンゼブラフィッシュ創薬システム開発

プレシジョンゼブラフィッシュ創薬システムの基盤開発の一環として、以下の論文を報告しました。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cbmi.4c00029
ACSjournal:Chemical & Biomedical Imaging,In Vivo Assessment of Individual and Total Proteinuria in Zebrafish Larvae Using the Solvatochromic Compound ZMB741
Tsuyoshi Nomoto, Aoi Mori, Kayoko Yamada, Fumihiro Terami, Akiyoshi Shimizu, and Toshio Tanaka*

ゼブラフィッシュモデルを用いた蛍光色素ZMB741を使用した腎機能研究は、その高い応用可能性を持つ。以下のような具体的な展望が考えられる。

ハイスループット薬剤スクリーニング
ZMB741は、多孔プレートフォーマットでのハイスループット化学スクリーニングにも有効であり、腎臓の糸球体のろ過機能障害と再吸収機能障害を区別する可能性がある。この技術は、蛋白尿の病態生理学をゼブラフィッシュで研究するうえで非常に有用である。

腎臓病の治療薬探索
ZMB741は、アルブミンと結合して蛍光強度を増加させる性質があり、腎臓の損傷後に尿管に漏れ出る内因性の血漿蛋白質の分布を可視化するために使用できる。この方法を活用して、新たな治療薬の発見や開発に寄与することが期待される。特に、糸球体の分子ふるい機能や近位尿細管の再吸収機能を阻害する可能性のある化学物質の追求に貢献する。

蛋白尿の個別評価
ZMB741を用いることで、個々のゼブラフィッシュにおける尿蛋白質の漏出を詳細に解析できる。この方法は、軽微な糸球体疾患（ポドサイト病）の個別解析にも有用であり、蛋白尿を必ずしも伴わない場合でも病態生理学研究のツールとして役立つ。

ポドサイト関連の病態解析
ZMB741を用いることで、ポドサイトに関連した病態と蛋白尿の関連性を視覚化および評価が可能となり、糸球体の状況を観察することで、より詳細な病態解明に繋がる4。

これらの展望を踏まえ、ゼブラフィッシュモデルとソルバトクロミック染料ZMB741の組み合わせは、腎臓の機能研究だけでなく、幅広い薬剤スクリーニングや治療薬の開発に大きなメリットをもたらすことが期待される。

さらにゼブラフィッシュ創薬CROビジネスモデル戦略を、以下に報告する。

概要
ゼブラフィッシュは、腎臓疾患や薬剤試験のモデルとして注目されています。ZMB741という蛍光色素を使用することで、腎機能障害を迅速かつ精度高く分析できることが示されています。この技術を活用することで、新薬開発支援（CRO）のビジネスモデルが構築可能です。

戦略の基本構成
技術の活用
ZMB741の利用: ZMB741は、ゼブラフィッシュの体内でプラズマタンパク質に結合し強い蛍光を発します。この特性を利用し、腎機能障害の評価に応用します。
ハイスループットスクリーニング: ZMB741を用いたマルチウェルプレートでの化学スクリーニングにより、複数の化学物質の効果を一度に評価することが可能です。

標的市場の特定
製薬企業: 新薬開発の初期段階で有効性と安全性を検証するための試験サービスとして提供。
大学や研究機関: 基礎研究および応用研究における利便性をアピール。
サービスの多様化
腎疾患モデル: アリストロキン酸を使用した腎臓ダメージモデルの提供。
蛍光イメージング解析: プロテオミクスやトランスジェニック技術と組み合わせた高度なデータ解析サービス。

実行計画
技術開発と検証
測定装置の精度向上と標準化。
客観的なデータを基にした科学的論文の発表。
パートナーシップの確立
製薬企業との共同研究および提携契約の締結。
大学や研究機関との連携強化を図り、新たなモデルの提供。
市場投入と拡大
初期導入を支援するプログラムやサービスの提供。
グローバル展開による市場シェアの拡大。
収益モデル
サービス利用料金
化学スクリーニングや蛍光イメージングサービスに対する課金。
ライセンスフィー
独自技術のライセンス提供による収益。
共同研究および助成金
製薬企業や研究機関との共同研究からの収益。
公的助成金の獲得による追加収益。
リスク管理
データの信頼性確保
データ収集と解析プロセスの標準化。
知的財産保護
技術特許の取得と保護の徹底。
法規制対応
各国の法規制に合わせた技術検証と適合性の維持。
結論
ZMB741を用いたゼブラフィッシュモデルは、腎機能障害の評価において強力なツールとなり得る。この技術を核として、製薬企業や研究機関向けに高品質なCROサービスを提供し、継続的に技術革新を行うことで、グローバルな市場での競争力を高める戦略を展開します。

さらにZMB741による効果と用途に関して、以下の報告をする。

ターゲットプロテインとの結合特性
ZMB741は、ターゲットプロテインと結合することで蛍光強度が大幅に増加する特性を持っています。具体的には、ZMB741がヒトのアポリポプロテインA-Iやヘモペキシンと結合すると、蛍光強度が200倍から700倍に増加します。このことから、ZMB741は特定の構造モチーフを持たないプロテインに対しても高い親和性を示すことが明らかになっています。これにより、ZMB741は幅広いプロテインの検出に利用できる可能性があります。

蛍光染色と画像取得
ZMB741は、ゼブラフィッシュの尿細管や尿管におけるプラズマプロテインの漏れを蛍光染色するためにも利用されています。ゼブラフィッシュ幼生をZMB741を含む溶液に浸漬させることで、詳細な蛍光画像を取得し、プラズマプロテインの分布を比較することができます。この方法は、尿の中のプロテイン濃度を測定し、それに基づいて異常を検出するために役立ちます。

病態生理学の研究とハイスループットスクリーニング
ZMB741は、腎臓の病態生理学の研究や高スループットの化学スクリーニングにおいて有用なツールとなります。特に、腎臓の糸球体濾過機能と再吸収機能の異常を明確に区別する能力があります。ゼブラフィッシュモデルを用いた研究では、AA曝露により様々な分子量のプロテインが尿中に漏出することが確認されており、ZMB741はその検出に非常に適しています。

結論
ZMB741は、その高い蛍光強度増強特性と多様なプロテインとの親和性により、診断ツールとしての大きな可能性を持っています。特にゼブラフィッシュモデルでの応用は、腎臓病の病態生理学研究や新薬のスクリーニングにおいて重要な役割を果たすことが期待されます。

また下記に述べるZMB741による解析が可能な、血漿蛋白質が漏出する他の病態モデルを示します。

糖尿病性腎症
糖尿病性腎症は、糖尿病による慢性的な高血糖が原因で起こる腎疾患です。この病態において、グロメルラーキャピラリーの透過性が増加し、低分子量血漿蛋白質が尿中に漏出する現象が観察されます。

慢性腎臓病
慢性腎臓病は、さまざまな原因で腎機能が低下する病態であり、尿中に漏出する蛋白質のプロファイルは診断および病態の進行評価に重要です。尿蛋白解析により、慢性腎臓病の初期診断や治療効果の評価が行われることがあります。

主な糸球体腎炎
さまざまな原因による腎炎では、グロメルラーキャピラリーの機能障害が生じ、尿中に特定の蛋白質が漏出することがあります。これにより、低分子量蛋白質や中高分子量蛋白質が尿に出現することが特徴です。

ゼブラフィッシュモデルにおける蛋白尿
ゼブラフィッシュを用いた腎症モデルでは、ZMB741を用いて血漿蛋白質の漏出を可視化することが可能です。特に、アリストロキア酸による腎障害モデルは、尿中蛋白質の量的・質的変化を捉えるために用いられています。このモデルは、糖尿病性腎症や慢性腎臓病などの病態と類似するメカニズムを持つため、広範な研究に応用されています。

これらの病態モデルを用いることで、ZMB741を活用した血漿蛋白質の漏出解析は、腎疾患の病態研究や新規治療薬の探索に有望なツールとなりえます。

さらに以下は、ZMB741が血漿蛋白質の漏出を解析するために使用された病態モデルの一部です：

腎障害モデル:
ゼブラフィッシュを用いたアリストロキア酸（AA）誘発腎症モデルでは、AAの濃度依存的な蛋白漏出が観察され、低分子量および高分子量の血漿蛋白質の漏出が確認されています。
このモデルは、特に腎症においてプロテイン尿（尿中蛋白）の病態生理学的研究に有用です。

ラーパゾン透過障害モデル:
AA誘発腎症に加え、ゼブラフィッシュの血液透過性を増加させるモデルでも、ZMB741の使用が報告されています。この研究では、血漿蛋白が漏出するシーンを可視化するために使用されました。

心機能障害モデル:
AAがゼブラフィッシュの心機能にも影響を与えることが確認されており、これもZMB741を用いた研究の一環として扱われています2。
このモデルでは、腎機能評価と心機能の関連性を調査するために用いられています。

ポドサイト障害モデル:
ポドサイトの障害が、ゼブラフィッシュの尿細管での蛋白漏出にどのように影響を与えるかを調べるためにZMB741が使われており、このモデルは尿中の蛋白含有量を視覚的に評価するために利用されています。
これらのモデルは、ZMB741を用いて血漿蛋白の漏出を視覚化し、病態機序を解明するために広範に応用されています。特に腎機能の研究において、有用なインサイトを提供しています。