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CNS薬物送達のための血液脳関門(BBB)研究ソリューション

サイヤジェン(Cyagen)の包括的なBBBプラットフォームは、CNS治療薬開発における血液脳関門(BBB)透過性評価を支援する
ヒト化輸送受容体モデル(例:TFR1、CD98HC)、in vitro BBBシステム、完全ヒト抗体産生マウスを組み合わせることで、脳内移行性
および受容体介在性トランスサイトーシスを高精度に評価できます。

BBB研究とその課題に対する統合的アプローチ

血液脳関門(BBB)は、脳疾患治療薬の開発における最大の障壁の一つです。この選択的インターフェースは中枢神経系を保護する一方で、治療用化合物の移行を制限します。タイトジャンクションを有する脳微小血管内皮細胞が、アストロサイト、ペリサイト、および特殊化した細胞外マトリックスに支持されることでBBBを形成します。BBBは大部分の薬剤の移行を制限し、低分子化合物の98%以上、およびほぼすべてのバイオ医薬品は脳内標的へ到達できません。これは、がん、神経変性疾患、代謝性疾患、および神経炎症研究において特に重要です。

BBB通過型治療薬の開発を成功させるには、多面的なアプローチが必要です。CNS候補薬の開発を進めるためには、幅広い抗体多様性と高い予測性を備えたモデルにアクセスし、厳密な透過性評価および種交差反応性試験を実施し、堅牢な開発可能性データを取得する必要があります。 サイヤジェン(Cyagen)のBBBプラットフォームは、創薬およびCNS送達バリデーションの全プロセスをカバーしています。 当社は、免疫から親和性成熟、BBBシャトル抗体およびナノボディ送達システムの検証まで、重要かつ負荷の高い工程を一貫して担います。バイオ医薬品またはAAVベクターのいずれを扱う場合でも、TfR1介在性経路を含む受容体介在性トランスサイトーシス(RMT)およびその他の標的に対応した当社のin vivoモデルは、CNSプログラムを前進させるために必要な決定的データを提供します。

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HUGO-Ab™:抗体探索に最適化されたプラットフォーム

サイヤジェン(Cyagen)の確立された探索段階にすぐ利用可能なBBBシャトル抗体ポートフォリオにより、中枢神経系(CNS)標的化の複雑性を克服できます。これらのアセットは、当社の包括的なHUGO-Ab™抗体探索プラットフォームを通じて開発され、特殊な領域特異的ヒト化マウス系統を用いて作製・検証されています。TFR1、CD98HC、IGF1Rなどの検証済み輸送経路を標的とすることで、当社の抗体は効率的な受容体介在性トランスサイトーシス(RMT)を促進し、治療用ペイロードを血液脳関門を越えて送達します。

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次世代完全ヒト抗体探索・開発プラットフォーム

HUGO-Ab™プラットフォームに基づく抗体医薬品研究開発のワンストップソリューション

Step 1
多様な完全ヒト
レパートリーの作製
HUGO-Ab™プラットフォーム
Step 2
ハイスループット抗体スクリーニングおよび特性評価
AbSeek™ AI + in vitro細胞スクリーニング
Step 3
シームレスな機能的
トランスサイトーシス検証
生理学的関連性の高いアッセイ
IND
申請

1. 多様な完全ヒトレパートリーの作製

HUGO-Ab™プラットフォーム • in vivoにおける自然多様性

HUGO-Mab™

  • • 全長モノクローナル抗体
  • • モノクローナル抗体医薬および誘導体

HUGO-Light™

  • • 共通軽鎖二重特異性抗体
  • • 二重特異性/多重特異性抗体

HUGO-Nano™

  • • 単一ドメイン/重鎖抗体由来ナノボディ
  • • 二重特異性/多重特異性フォーマット
  • • in vivo CAR、RDC、AOC、ADC アプリケーション

HUGO-Ab-eKO™

  • • 相同組換えおよびノックアウトモデル
  • • ヒト化相同標的および二重特異性抗体開発
  • • TurboKnockout™技術により、マウス抗体遺伝子座を完全なヒト生殖細胞系列遺伝子に置換

2. ハイスループット抗体スクリーニングおよび特性評価

AbSeek™ AIプラットフォーム駆動型ハイスループット抗体探索

ハイスループット完全ヒト抗体探索

  • • FACSベースのスクリーニングにより、1日以内に1 x 10⁷個のメモリーB細胞をソーティングし、抗原特異的膜型IgGを単離可能
  • • ファージディスプレイライブラリーパニングにより、高いアビディティと強力な競合活性を有するナノボディを同定

AbSeek™ AI配列解析

  • • 配列解析(CDRアノテーション、VDJ使用状況、体細胞超変異ホットスポット)

3D構造予測およびドッキング

  • • 抗原–抗体ドッキングおよび結合親和性予測
  • • 親和性成熟に向けた重要変異部位の同定

開発可能性および医薬品化可能性評価

  • • 安定性、翻訳後修飾(PTM)リスク、免疫原性、および粘度解析
  • • 迅速なランキングおよび候補の優先順位付け

in vitro抗体活性バリデーション

  • • タンパク質レベル(ELISA)および細胞レベル(フローサイトメトリー)での抗体結合活性
  • • 標的発現細胞を用いた細胞ベース機能アッセイにおける阻害/中和/アゴニスト活性

3. シームレスな機能的トランスサイトーシス検証

生理学的関連性の高い受容体介在性アッセイ

受容体介在性トランスサイトーシス(RMT)

  • • TfR、CD98hc、IGF1Rおよびその他のシャトル受容体を標的化
  • • 頂端側から基底側への輸送の定量

ベンチマーキングおよび追加アッセイ

  • • ヒト化マウスモデルおよびサイトカインプロファイリング
  • • in vivoCNS移行性との相関解析
  • • AIスクリーニング済み完全ヒト候補とのシームレスな統合
  • • BBBシャトル、上皮バリア、およびCNS送達抗体に不可欠

BBB関連薬剤スクリーニングおよび探索に向けたiPS細胞由来ニューロン細胞

サイヤジェン(Cyagen)のiPS細胞由来ニューロン細胞ポートフォリオにより、BBB研究およびCNS治療薬開発を強化します。 これらの機能性ニューロンは、検証済みヒトiPS細胞から最適化プロトコールにより作製され、成熟マーカーを発現し、神経機能マーカーアッセイによりシナプス活動が確認されています。in vitro BBB共培養モデル、またはトランスサイトーシスされたペイロードの直接評価に適しており、血液脳関門を越えた受容体介在性輸送後の神経細胞における有効性、神経保護作用、および毒性を精密に評価できます。
BBB関連薬剤開発に向けたin vitro解析能力
抗原–抗体親和性試験
表面プラズモン共鳴(SPR)
SPR技術を用いて、BBB抗体とその標的抗原間の高精度なin vitro親和性測定を実施します。
抗体–抗原結合アッセイ
フローサイトメトリー • 初期スクリーニング
利用可能なHEK293抗原過剰発現細胞株:
HEK293-TFRC • HEK293-CD98hc • HEK293-IGF1R
フローサイトメトリーによる迅速な抗体結合バリデーションおよび一次スクリーニング。
BBBトランスサイトーシスアッセイ
脳血管内皮細胞
理論上のゴールドスタンダードであるヒト脳微小血管内皮細胞(HCMEC/D3)を用いて実施します。当社はトランスサイトーシスの全ワークフローを実行できます。
高度な細胞モデル
iPS細胞由来ニューロンおよび脳オルガノイド
iPS細胞分化ニューロンおよびヒト脳オルガノイドなど、生理学的関連性の高いシステムにおいて、抗体結合特異性および治療効果を評価します。

ケーススタディ:BBBシャトル研究に向けたiPS細胞由来ニューロンの検証

アルツハイマー病(AD)に対する有効な治療法の開発は、血液脳関門(BBB)により治療候補物質の中枢神経系への送達が制限されるため、しばしば阻害されます。この制限を克服するため、研究者は受容体介在性トランスサイトーシスを利用して、バイオ医薬品やAAVベクターを脳内へ輸送するBBBシャトル技術の開発に注力しています。

これらのプログラムを成功させるには、高品質で生物学的関連性の高いモデルが必要です。サイヤジェン(Cyagen)はAPPSwe/Swe iPS細胞および対照iPS細胞の両方を成熟皮質ニューロンへ分化させ、BBB送達戦略を検証するための堅牢なプラットフォームを構築しました。包括的なマーカー解析および電気生理学的データにより、明確な神経細胞アイデンティティと機能的成熟が確認され、ADの文脈における輸送受容体性能と神経細胞の健康状態への影響を評価する精密なシステムを提供します。

技術ルート

iPS細胞遺伝子編集モデル
iPS細胞野生型対照
➔
皮質ニューロンへの
分化
➔
表現型検証
➔
薬剤スクリーニング

対照iPS細胞から成熟皮質ニューロンへの分化

図1. サイヤジェン(Cyagen)のiPS細胞由来AD皮質ニューロンにおける厳密な特性評価および機能的バリデーション。
(A)ヒトiPS細胞から成熟ニューロンまでの最適化された皮質分化プロトコールのタイムライン。
(B)0日目、3日目、および14日目における健全な神経突起伸長を示す代表的な位相差形態像。
(C)成熟皮質ニューロン特異的マーカーであるNeuN(赤)およびMAP2(緑)の強い発現を確認する免疫蛍光解析。DAPI(青)で核対比染色。
(D)パッチクランプ記録による機能的電気生理学的プロファイリングにより、成熟ニューロンにおける特徴的な電位依存性Na+およびK+電流(左)、誘発活動電位(中央)、および自発活動電位発火(右)を確認。
(E)フローサイトメトリー解析により、主要輸送受容体(TfR1およびCD98HC)の高い基礎発現を示し、BBBシャトル評価との適合性を確認。

APPSwe/Swe iPS細胞から成熟皮質ニューロンへの分化

図2. APPSwe/Swe皮質ニューロンは、WT対照と比較してAD関連表現型の増強を示します。 これらのニューロンでは、Aβ42、Aβ40、およびリン酸化タウのレベルが対照ニューロンと比較して有意に高く、AD機序研究および薬剤スクリーニングに適したモデルを提供します。
これらの結果は、サイヤジェン(Cyagen)のiPS細胞由来AD皮質ニューロンモデルが、カーゴを結合したBBBシャトルの有効性評価に適した、検証済みかつヒト関連性の高いプラットフォームであることを示しています。

BBB関連HUGO-GT™ヒト化マウスモデル

サイヤジェン(Cyagen)の豊富なヒト化マウスモデルポートフォリオにより、血液脳関門(BBB)標的薬剤のスクリーニングおよび探索プログラムを推進できます。当社の包括的なコレクションには、huTFRC(ヒト化TfR1マウスモデル)やhuCD98HCなどの主要輸送受容体を標的とする、単一、二重、および三重ヒト化系統が幅広く含まれています。これらのモデルは、huTau、huSNCA、huDMDなどの関連疾患背景と交配されることも多く、トランスレーショナルな神経変性疾患マウスモデルや希少疾患背景を提供します。これらの系統はin vivo アプリケーション向けに十分に検証されており、受容体介在性トランスサイトーシス(RMT)の評価、脳内移行性の評価、および次世代CNS治療薬の治療効果判定において、高い予測性と信頼性を備えたプラットフォームを提供します。

ベース系統
モデル検索
検索
カタログ番号 名称 ベース系統 研究用途 操作
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BBB通過後の有効性評価および解析サービス

モデル作製にとどまらず、サイヤジェン(Cyagen)は統合的な前臨床パートナーとして支援します。当社は、血液脳関門透過性試験およびCNS薬力学評価に特化した下流解析サービス群を提供しています。

静脈内投与されたAAVベクターのトランスサイトーシスを評価する場合でも、二重特異性抗体の脳内濃度を定量する場合でも、当社の機能的バリデーションパイプラインは、IND申請を支える堅牢なデータを取得できるよう設計されています。当社は、治療候補物質の分子機序、安全性プロファイル、およびオンターゲット送達効率を包括的に解明します。

解析カテゴリ BBBおよびCNS研究における主な用途 具体的サービス
遺伝子およびタンパク質発現 ヒト化モデルにおけるヒト受容体発現およびマウスオルソログ欠失の検証;鉄代謝、アミノ酸輸送、がん、および神経変性疾患における受容体機能研究を支援 複数組織(脳領域、肝臓、腎臓、脊髄)におけるヒトおよびマウス遺伝子転写産物を定量するRT-qPCR
脳および末梢組織におけるタンパク質発現を評価するウェスタンブロット
関連細胞集団における細胞表面タンパク質発現を評価するフローサイトメトリー
組織学およびIHC/IF 脳微小血管内皮におけるヒト受容体局在の可視化;BBB薬物送達研究において重要 脳組織切片におけるヒト受容体タンパク質と内皮細胞マーカーの共免疫染色
薬力学的および機能的バリデーション 血液脳関門を介したヒト受容体依存的抗体輸送の前臨床評価およびBBB完全性の確認 二重特異性抗体を用いた受容体介在性CNS送達のin vivo評価(大脳皮質濃度 vs. 血清濃度)
2%エバンスブルーアッセイによるBBB透過性/完全性評価
血液学的および表現型解析 疾患モデル作製および治療安全性評価に向けた、血液学、鉄恒常性、および免疫細胞分布への影響を含む表現型特性評価 赤血球パラメータ、ヘモグロビン、血小板を含む全血球計算(CBC)
血清鉄濃度の定量
骨髄、血液、および脾臓における主要免疫細胞サブセットのフローサイトメトリー解析
ケーススタディ
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サイヤジェン (Cyagen)の独自メリット

包括的なモデルソリューション

検証済みのHUGO-GT™ヒト化モデル(huTFRC、huCD98HC)やAD背景のiPSC由来ニューロンをご利用いただけます。カスタムBBBモデル開発における豊富な専門知識に基づき、研究ニーズに応じたモデル構築を支援します。

統合型有効性評価プラットフォーム

HUGO-Ab™による抗体探索、in vitroトランスサイトーシスアッセイ、in vivo脳内移行性プロファイリング、IND申請を見据えた分析サービスまで、ワンストップでご利用いただけます。

データに基づく意思決定支援

厳格に検証されたモデルおよびケーススタディに基づき、特異的な受容体発現、野生型マウスと比較した優れた脳内送達性、安全性パラメータの維持を示す、信頼性と再現性の高いデータを提供します。

専門家主導の試験設計

サイヤジェン(Cyagen)のサイエンティストが、BBBシャトル性能および治療効果を評価するためのモデル選択と実験設計を、研究目的に合わせて支援します。

関連リソース

イベントおよびウェビナー
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ブログ&インサイツ
KLKB1標的治療の新局面:B6-huKLKB1ヒト化マウスによるHAE臨床前研究の加速
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リソース評価
遺伝子改変マウス・ラットの繁殖とジェノタイピングガイド
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