探索・設計トピック 4/15
候補スクリーニング
候補分子・ベクター・細胞をどう絞り込むか（一次スクリーニングの設計）
7モダリティを比較87装置・試薬の代表例
モダリティ別の進め方（7比較）
モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点
抗体（mAb）ハイブリドーマ免疫でできた抗体産生B細胞と骨髄腫細胞を融合し、単一の抗体を安定に作らせ続ける細胞。詳しく →法、ファージ／酵母ディスプレイ、シングルB細胞クローニングで多様な結合分子を取得し、ELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →や表面プラズモン共鳴（SPR）標的を固定した表面に分子を流し、結合による質量変化を光学的に、ラベルなしで検出する測定手法。詳しく →・バイオレイヤー干渉法センサー先端に結合した分子の膜厚変化を光の干渉で捉え、抗体などの結合・解離のしやすさ（親和性）をリアルタイムで測る手法です。詳しく →（BLIセンサー先端に結合した分子の膜厚変化を光の干渉で捉え、抗体などの結合・解離のしやすさ（親和性）をリアルタイムで測る手法です。詳しく →）で一次スクリーニング。フローサイトメトリー細胞を一つずつ測定し、表面マーカーや性質を調べる手法です。細胞の種類・純度・活性の確認に使います。詳しく →で細胞表面標的への結合を確認。結合親和性（KD、kon/koff）、エピトープ／ビニング、細胞結合陽性率、発現量・凝集傾向早期から交差反応ある抗原に対して生じた抗体が、構造の類似した別の抗原にも結合・反応する現象。詳しく →性・オフターゲット結合や製造適性（発現・凝集・粘度）を並行して見ておくと後戻りが減ります。
ADC既存または新規抗体を土台に、リンカー・ペイロード・薬物抗体比抗体薬物複合体(ADC)で、抗体1分子に結合した薬物の平均数です。効果と安全性を左右するため測定する指標です。詳しく →（DAR抗体薬物複合体(ADC)で、抗体1分子に結合した薬物の平均数です。効果と安全性を左右するため測定する指標です。詳しく →）の組み合わせでコンジュゲート適性をスクリーニング。標的発現株／陰性株を用いたin vitro生きた動物の体外で、試験管やシャーレなどを用いて細胞・組織・分子レベルで行う実験を指す用語。詳しく →細胞傷害アッセイ（例：CellTiter-Glo等の生存率測定）で活性を評価。細胞傷害活性（IC50）、標的依存性（陽性／陰性株の差）、内在化効率、DAR分布DAR0/2/4/6/8などの構成比。平均が同じでも分布の形しだいで製品の性質が変わる。詳しく →・均一性、コンジュゲート後の安定性抗体単体の良否とコンジュゲート体の良否は一致しないため、コンジュゲート体で評価し直す前提で組むと判断を誤りにくいです。
mRNA-LNP配列・UTR・修飾ヌクレオシドの設計違いをレポーター／目的タンパク発現で比較し、並行してLNPmRNAなどを包んで細胞へ届ける脂質の微粒子。全身投与では肝細胞に取り込まれやすい。脂質組成・N/P比・処方をスクリーニング。in vitro生きた動物の体外で、試験管やシャーレなどを用いて細胞・組織・分子レベルで行う実験を指す用語。詳しく →発現量と、必要に応じて簡易in vivo発現で絞り込み。タンパク発現量・発現持続、翻訳効率mRNAがリボソームによりタンパク質に翻訳される際の効率を示す指標。詳しく →、LNPmRNAなどを包んで細胞へ届ける脂質の微粒子。全身投与では肝細胞に取り込まれやすい。の粒子径・多分散度（PDI粒子径分布の広がりを表す指標。DLSで会合や凝集の傾向を早期に捉えるのに使う。詳しく →）・封入率、細胞・組織での取り込み／発現、自然免疫応答の程度配列側とLNPmRNAなどを包んで細胞へ届ける脂質の微粒子。全身投与では肝細胞に取り込まれやすい。処方側は相互作用するため、どちらか一方に固定して他方を振る設計にすると寄与を切り分けやすくなります。
AAV（遺伝子治療）カプシドライブラリを構築し、各変異体にバーコードを付してプールでin vivo投与、次世代シークエンシングで組織移行性を並列評価（バーコードスクリーニング）。個別カプシドウイルスの遺伝物質を包むタンパク質の殻。AAVでは直径数十ナノメートルの正二十面体の構造をとる。詳しく →はレポーター導入で形質導入ウイルスベクターを介して細胞に外来遺伝子を導入すること。導入細胞の割合が形質導入効率として評価される。詳しく →効率を確認。標的組織／非標的組織へのバーコード濃縮比、形質導入ウイルスベクターを介して細胞に外来遺伝子を導入すること。導入細胞の割合が形質導入効率として評価される。詳しく →効率（導入遺伝子ベクターで細胞に運んで働かせる目的の遺伝子。詳しく →発現）、ベクターゲノム分布、産生収量・中和抗体感受性動物種でカプシドウイルスの遺伝物質を包むタンパク質の殻。AAVでは直径数十ナノメートルの正二十面体の構造をとる。詳しく →指向性が変わりやすく、種特異性を踏まえて読み替える前提が要ります。in vivoは動物福祉（3Rs動物実験を代替・削減・洗練する原則。使用を必要最小限にとどめる考え方。詳しく →）の配慮が前提です。
siRNA・ASO（核酸）標的転写産物に沿って配列ウォーキングで多数の候補を設計し、細胞系でのノックダウン効率スクリーニング（qPCRやレポーター）。ASO標的RNAに相補的な配列をもつ一本鎖の短い核酸。RNAに結合して働きを抑えたり書き換えたりする。詳しく →はギャップマー中央にDNA部（ギャップ）を、両翼に高親和性修飾を配したASOの構造。中央でRNase Hに標的RNAを切らせる。詳しく →設計、siRNA二本鎖の短いRNAで、RISC（Ago2）を介して標的mRNAを分解する核酸医薬。ASOと製造基盤を共有する。詳しく →は化学修飾・GalNAc等の送達ゲノム編集ツールや核酸医薬などを標的細胞・組織まで安全かつ効率よく運ぶための技術・方法論の総称。詳しく →を組み合わせて比較。標的mRNAノックダウン率・IC50、用量依存性、オフターゲット（シード配列由来）傾向、（ASO標的RNAに相補的な配列をもつ一本鎖の短い核酸。RNAに結合して働きを抑えたり書き換えたりする。詳しく →）ハイブリダイゼーション相補的な塩基配列を持つ核酸鎖同士が水素結合して二重鎖を形成する反応。詳しく →非依存毒性のフラグ配列由来のオフターゲットとケミストリー由来の毒性は別軸なので、絞り込み段階から分けて評価する設計が有効です。
細胞治療（CAR-T・iPS）CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →／TCRT細胞が抗原を認識する受容体。他家CAR-Tではこれを壊してGvHDを防ぐ設計がある。詳しく →や分化細胞の候補構築体を、標的発現株に対する機能的スクリーニングで評価。フローサイトメトリー・セルソーター・シングルセル分注で細胞集団を選別し、細胞傷害アッセイやサイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →分泌（ELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →／マルチプレックス）で機能を測定。抗原特異的細胞傷害、サイトカイン細胞が放出する免疫の情報伝達物質。細胞治療では効果と安全性のリードアウトになる。詳しく →産生（IFN-γ等）、増殖・持続性、分化・純度・表現型マーカー、標的陰性株での非特異反応ドナー間・ロット間ばらつきが大きく、機能の絶対値より標的依存性・再現性で順位づけする方が安定します。
低分子化合物ライブラリのHTS（数十万〜百万規模）に加え、フラグメント創薬重原子数の小さな低分子（フラグメント）を出発点に、活性を積み上げて薬剤を設計する創薬手法。詳しく →（FBDD分子量300前後の小さな断片を標的に弱く結合させ、構造情報を頼りに薬らしく育てる低分子創薬法。）、DNAエンコードライブラリ（DEL）、バーチャルスクリーニング多数の化合物を計算機上でふるいにかけ、合成・試験する候補を絞り込む手法。でヒットを取ります。ヒット確認→用量反応→カウンタースクリーンの順に偽陽性を落としますヒット率、IC50/EC50応答を半分まで立ち上げる濃度のことで、作動薬など活性化系の効力指標に使う。詳しく →、Z′アッセイのシグナルとバックグラウンドの分離のよさを、差とばらつきから一つの数値で表す品質指標。詳しく →因子・S/B比シグナルがバックグラウンドの何倍かを表す指標。アッセイのダイナミックレンジを示す。（アッセイ頑健性）、選択性、再現性凝集体形成・蛍光干渉・反応性化合物（PAINS）による偽陽性の除去が要になります。ヒットの化学的な発展性（合成展開のしやすさ）も同時に見ます
共通の考え方共通するのは、標的への作用（結合・活性・ノックダウン・傷害など）を定量できるハイスループット系をまず組み、そこに製造適性や物性・安全側のフラグを早めに重ねて多軸で順位づけする考え方です。一次スクリーニングは感度と処理量を、確認（オルソゴナル）評価は特異性・再現性を担う二段構えが基本になります。
このトピックで使う装置・試薬87件
装置・試薬はモダリティをまたいで共通のものが多く、同じ名前が何度も出てきます。
抗体14件
装置・機器7
- 表面プラズモン共鳴（SPR）Cytiva Biacore 8K / Biacore T200 / Biacore 8K+
- バイオレイヤー干渉法（BLI）Sartorius Octet R8 / Octet RH96 / Octet HTX（旧Pall ForteBio）
- シングルB細胞光操作・スクリーニングプラットフォームBruker（Berkeley Lights）Beacon Optofluidic System / OptoSelect chip
- フローサイトメーター／セルソーターBD FACSAria Fusion / BD FACSMelody / Beckman Coulter CytoFLEX SRT / Sony MA900
- マイクロプレートリーダー（ELISA検出）BMG LABTECH PHERAstar FSX / Molecular Devices SpectraMax iD5 / Tecan Spark
- 自動液体ハンドリング（一次スクリーニング）Tecan Fluent / Beckman Coulter Biomek i7 / Hamilton Microlab STAR
- プレートウォッシャー（ELISA）BioTek 405 TS / Tecan HydroSpeed / Molecular Devices AquaMax
試薬・キット7
- SPRセンサーチップCytiva Series S Sensor Chip CM5 / Sensor Chip SA / Sensor Chip Protein A
- BLIバイオセンサーSartorius Anti-Human Fc (AHC) / Protein A (ProA) / Streptavidin (SA) Biosensors
- ハイブリドーマ融合・培養試薬Sigma-Aldrich PEG 1500 / ClonaCell-HY（STEMCELL Technologies）/ HAT・HT Media Supplement (Thermo Fisher)
- ファージディスプレイライブラリ・ヘルパーファージCreative Biolabs Human Naive scFv Library / M13KO7 Helper Phage (NEB) / Tomlinson I+J library
- ELISA基質・検出試薬Thermo Fisher TMB Substrate / anti-Human IgG-HRP (Jackson ImmunoResearch) / Pierce ELISA reagents
- フローサイトメトリー用抗体標識BioLegend PE anti-human IgG Fc / Thermo Fisher Alexa Fluor 647 抗体 / BD APC標識試薬
- B細胞単離・磁気ビーズMiltenyi Biotec Pan B Cell Isolation Kit / STEMCELL EasySep B Cell Kit / Dynabeads (Thermo Fisher)
ADC12件
装置・機器6
- 発光マイクロプレートリーダー（細胞生存率測定）Promega GloMax Discover / BMG LABTECH CLARIOstar Plus / Molecular Devices SpectraMax i3x
- リアルタイム細胞傷害アナライザー（ラベルフリー・インピーダンス）Agilent xCELLigence RTCA MP / xCELLigence RTCA eSight
- ライブセルイメージング（細胞傷害・内在化）Sartorius Incucyte S3 / Incucyte SX5
- DAR測定用HPLC/UHPLC（HIC・RP・SEC）Agilent 1290 Infinity II / Waters ACQUITY UPLC H-Class Bio / Thermo Vanquish
- インタクト質量分析（DAR・薬物分布）Waters Xevo G2-XS QTof / Thermo Q Exactive BioPharma / SCIEX X500B
- フローサイトメーター（標的発現確認・内在化）BD FACSymphony A3 / Beckman Coulter CytoFLEX LX / Thermo Attune CytPix
試薬・キット6
- 細胞生存率・ATP測定アッセイPromega CellTiter-Glo 2.0 / CellTiter-Glo 3D / CellTiter 96 AQueous One (MTS)
- リンカー・ペイロード試薬MedChemExpress MC-VC-PAB-MMAE / Levena Biopharma vc-MMAE / BroadPharm DBCO-VC-PAB-MMAF
- 部位特異的コンジュゲーション試薬Genovis GlyCLICK / Catalent SMARTag（Redwood Bioscience）/ Thermo Fisher SMCC crosslinker
- アポトーシス・細胞死アッセイPromega Caspase-Glo 3/7 / BioLegend Annexin V-FITC/PI Kit / Thermo CellEvent Caspase-3/7
- 標的発現／陰性細胞株ATCC SK-BR-3（HER2陽性）/ MDA-MB-468 / MCF-7（低発現対照）
- バイスタンダー傷害評価用試薬（共培養）Promega CellTiter-Glo（共培養生存率）/ CytoTox-Glo（共培養傷害）
mRNA-LNP13件
装置・機器6
- マイクロ流体LNP作製装置Cytiva（Precision NanoSystems）NanoAssemblr Ignite / NanoAssemblr Benchtop / Spark
- 粒子径・PDI・ゼータ電位測定（DLS）Malvern Panalytical Zetasizer Ultra / Zetasizer Pro / Wyatt DynaPro Plate Reader
- 発光／蛍光マイクロプレートリーダー（レポーター発現）Promega GloMax Explorer / BMG LABTECH CLARIOstar Plus / Tecan Infinite M Plex
- in vivo発光イメージング（簡易発現確認）Revvity（PerkinElmer）IVIS Spectrum / IVIS Lumina S5 / Bruker In-Vivo Xtreme
- 核酸定量・品質評価（電気泳動／分光）Agilent 4200 TapeStation / Fragment Analyzer / Thermo NanoDrop One
- 封入率・mRNA定量（蛍光アッセイ用リーダー）Thermo Qubit 4 Fluorometer / Molecular Devices SpectraMax iD3
試薬・キット7
- イオン化性脂質・LNP脂質成分Cayman Chemical SM-102 / BroadPharm ALC-0315・ALC-0159 / Avanti DSPC・DMG-PEG2000・コレステロール
- in vitro転写（IVT）・キャッピング試薬NEB HiScribe T7 mRNA Kit / Thermo mMESSAGE mMACHINE / TriLink CleanCap Reagent AG
- 修飾ヌクレオシド三リン酸TriLink N1-Methylpseudo-UTP / Jena Bioscience 5-Methyl-CTP / APExBIO Pseudo-UTP
- レポーター用mRNA・鋳型TriLink CleanCap FLuc mRNA / EGFP mRNA / APExBIO Firefly Luciferase mRNA
- ルシフェラーゼ発光アッセイPromega ONE-Glo / Bright-Glo / Dual-Luciferase Reporter Assay System
- mRNA封入率定量アッセイThermo Fisher Quant-iT RiboGreen RNA Assay Kit / Quant-iT PicoGreen
- in vitro導入用細胞・培地ATCC HepG2 / HeLa / DMEM・Opti-MEM (Thermo Fisher)
AAV12件
装置・機器6
- 次世代シークエンサー（バーコード定量）Illumina NovaSeq X / NextSeq 2000 / MiSeq
- ロングリード／単一分子シークエンサー（カプシド変異検証）Oxford Nanopore PromethION / MinION / PacBio Revio
- デジタルPCR／qPCR（力価・ゲノムコピー数）Bio-Rad QX600 Droplet Digital PCR / Thermo QuantStudio 7 Flex / Roche LightCycler 480
- 蛍光顕微鏡・ハイコンテントイメージング（レポーター形質導入効率）Molecular Devices ImageXpress Micro Confocal / Revvity Opera Phenix Plus / Keyence BZ-X800
- フローサイトメーター（GFP等レポーター形質導入評価）BD LSRFortessa / Beckman Coulter CytoFLEX / Thermo Attune NxT
- ライブラリ調製・断片化Covaris E220 Focused-ultrasonicator / Agilent Bravo NGS / Illumina DNA Prep
試薬・キット6
- NGSライブラリ調製キットIllumina DNA Prep / NEBNext Ultra II DNA Library Prep / Twist Library Preparation Kit
- AAV作製・トランスフェクション試薬Polyplus PEIpro / Gibco AAV-MAX Helper-Free Production System / Takara AAVpro Helper Free System
- AAV力価定量キットTakara AAVpro Titration Kit (ddPCR) / Progen AAV Titration ELISA / Bio-Rad ddPCR Supermix
- AAV精製試薬・レジンThermo Fisher POROS CaptureSelect AAVX Affinity Resin / Cytiva AVB Sepharose / OptiPrep iodixanol (Serumwerk)
- レポーター導入ベクター（形質導入効率確認）VectorBuilder GFP/Luciferase AAV / Addgene AAV-CAG-GFP プラスミド
- PCR・シークエンス用ポリメラーゼ／プライマーNEB Q5 High-Fidelity DNA Polymerase / Illumina index primers / KAPA HiFi HotStart
核酸12件
装置・機器6
- リアルタイムPCR（ノックダウン効率定量）Thermo Fisher QuantStudio 6 Pro / Bio-Rad CFX Opus 384 / Roche LightCycler 480 II
- オリゴDNA/RNA合成装置（配列ウォーキング候補合成）BioAutomation MerMade 12 / Dr. Oligo 48 (Biolytic) / K&A H-8 SE
- 発光／蛍光マイクロプレートリーダー（レポーターアッセイ）Promega GloMax Discover / BMG CLARIOstar Plus / Tecan Spark
- 自動核酸抽出装置（多検体RNA調製）Thermo KingFisher Flex / QIAGEN QIAcube Connect / Roche MagNA Pure 96
- 自動液体ハンドリング（トランスフェクション・希釈系列）Beckman Biomek i5 / Tecan Fluent / Agilent Bravo
- 核酸品質・濃度測定Agilent 4200 TapeStation / Thermo NanoDrop One / Qubit 4 Fluorometer
試薬・キット6
- トランスフェクション試薬Thermo Fisher Lipofectamine RNAiMAX / Lipofectamine 3000 / Horizon DharmaFECT
- RT-qPCR用試薬（逆転写・プローブ）Thermo Fisher TaqMan Gene Expression Assays / High-Capacity cDNA RT Kit / Bio-Rad iTaq SYBR
- 化学修飾siRNA／ASO合成用アミダイトHongene Biotech 2'-OMe/2'-F/LNA amidites / Glen Research LNA amidites / ChemGenes モノマー
- GalNAc送達リガンド試薬BroadPharm GalNAc phosphoramidite / GalNAc-C3/C6 building blocks / Hongene GalNAc amidite
- デュアルルシフェラーゼ・レポーターアッセイPromega Dual-Glo Luciferase Assay / psiCHECK-2 Vector
- RNA抽出キットQIAGEN RNeasy Mini Kit / Thermo Fisher TRIzol Reagent / PureLink RNA Mini Kit
細胞治療14件
装置・機器7
- フローサイトメーター（形質導入・機能マーカー解析）BD FACSymphony A5 / Beckman Coulter CytoFLEX LX / Cytek Aurora / Thermo Attune NxT
- セルソーターBD FACSAria Fusion / Sony SH800S / Beckman CytoFLEX SRT / Miltenyi MACSQuant Tyto
- シングルセル分注装置Cytena UP.SIGHT / f.sight / BICO Namocell Namo / Sony CellSelector
- リアルタイム細胞傷害アナライザーAgilent xCELLigence RTCA MP / Sartorius Incucyte SX5
- マルチプレックスサイトカイン測定（Luminex/フロー）Luminex（Bio-Rad）Bio-Plex 200 / Luminex 200 / BD FACSLyric（CBA）
- 発光／蛍光マイクロプレートリーダー（傷害・サイトカインELISA）BMG CLARIOstar Plus / Molecular Devices SpectraMax iD5 / Tecan Spark
- ELISpot／FluoroSpotリーダーMabtech IRIS 2 / CTL ImmunoSpot S6 Analyzer
試薬・キット7
- 細胞傷害アッセイ（発光・LDH・蛍光標識）Promega CellTox Green / CytoTox-Glo / Thermo CFSE・7-AAD / Calcein-AM
- サイトカイン測定（ELISA／マルチプレックス）Thermo Fisher IFN-γ・IL-2 ELISA Kit / Bio-Rad Bio-Plex Pro Cytokine Panel / BD CBA Kit
- T細胞活性化・拡大培養試薬Thermo Fisher Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28 / Miltenyi T Cell TransAct / IL-2 (Proleukin)
- CAR/TCR導入用ベクター・遺伝子導入試薬Lonza 4D-Nucleofector Kits / レンチウイルスベクター（VectorBuilder）/ Thermo Neon Transfection
- iPS分化・培養試薬STEMCELL mTeSR Plus / Thermo Fisher StemPro / Corning Matrigel
- フロー用抗体・活性化マーカー標識BioLegend anti-CD69/CD25 / BD anti-CAR detection reagent / Miltenyi CAR検出試薬
- 標的発現／陰性細胞株ATCC Raji（CD19陽性）/ Nalm-6 / K562（陰性対照・工学株）
低分子10件
装置・機器5
- 音響ナノリットル分注（アコースティックディスペンサ）Beckman Coulter Echo 650、Beckman Coulter Echo 525
- 自動液体ハンドリング（HTS運転）Hamilton Microlab STAR、Tecan Fluent、Beckman Coulter Biomek i7
- マルチモードプレートリーダー（蛍光/発光/FP/TR-FRET）BMG LABTECH PHERAstar FSX、Molecular Devices SpectraMax iD5、PerkinElmer EnVision
- SPR／熱泳動（フラグメントの弱い結合の検出）Cytiva Biacore 8K、NanoTemper Monolith
- ハイコンテントイメージング（表現型スクリーニング）Molecular Devices ImageXpress Confocal、PerkinElmer Opera Phenix
試薬・キット5
- 化合物ライブラリ（DMSOストック）Enamine HTS / Diversity Collection、ChemDiv、Selleck Bioactive Compound Library
- フラグメントライブラリ（FBDD用）Enamine Fragment Library、Life Chemicals Fragment Library
- 均一系アッセイ試薬（TR-FRET / AlphaScreen等）PerkinElmer AlphaScreen / AlphaLISA、Cisbio HTRF、Promega NanoBRET
- 酵素活性アッセイ試薬Promega ADP-Glo Kinase Assay、Promega Kinase-Glo
- 細胞生存アッセイ（カウンタースクリーン）Promega CellTiter-Glo 2.0、Promega CytoTox-Glo
規制・注意この工程は探索段階の意思決定が目的で、規制提出用のGLP試験とは位置づけが違います。in vivoスクリーニングを含むなら、動物福祉（3Rs）と各国の動物実験規制に従います。ここで選んだ候補は、後続の非臨床安全性評価で特異性と安全性を改めて評価し直す前提で扱います。
一次資料バイオ医薬品の非臨床評価はICH S6(R1)、抗がん剤の非臨床評価はICH S9、一般毒性試験の位置づけはICH M3(R2)、遺伝子治療製品の非臨床生体内分布はICH S12を参照。装置・手法（フローサイトメトリー、SPR/BLI、NGSバーコーディング）は各分野で確立した標準手法。