QIAGEN eyes

QIAGEN
eyes
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News & Topics from QIAGEN
April 2012
Content
Worldwide Research ̶ Hot News
がん研究におけるエピジェネティクスと
個別化医療の最前線
2∼6
Pathway Application
システムバイオロジーと
ソフトウェア・プラットフォーム
Biobanking Review
生体試料安定化テクノロジーの重要性
Hot New Products ̶ 新製品ご案内
7
8∼9
10
キャンペーン／モニターおよび学会情報 11
ウェブ／カタログ紹介および次号予告
12
Sample & Assay Technologies
Worldwide Research ̶ Hot News
網羅的な遺伝子解析により胃がんの 3 種類のエピジェネティック
パターンが明らかに
by Michael D. O’Neill
日本の研究チームがハイスループット DNA メチル化プロファイリングを使用して胃がんをエブスタイン・バーウィルス（EBV）陽性
（EBV+）胃がんを含む 3 種類のエピジェノタイプ（メチル化パターン）に分類した結果、EBV+ 胃がんは EBV 感染が起因であると思われ
る異常なメチル化パターンを持ち、EBV+ 胃がんでの異常なメチル化は EBV– 胃がんとは異なるメカニズムによって発生する可能性を示
した。また、EBV– 胃がん細胞が EBV 感染によって特定の EBV+ エピジェノタイプを誘発することも明らかにされた。
本研究は、世界中のがん関連の死因の 2 位を占め、
51 の胃がん臨床例を用い、プロモーター領域の
胃がん発達の根底にあると考えられている多重発が
DNA メチル化状態が解析された。これは 14,495
ん性プロセスの解明に役立ち、更にはこの致命的な
の遺伝子プロモーター領域を含み、CpG ジヌクレ
プロセスに効果的に介入する方法を開発する一助と
オチド（メチル化可能な域）数は 27,578 にもなる。
なる可能性を秘めている。本研究は東京大学医学部
51 例の内 11 例は EBV+ であった。著者らは、今ま
病理学教室、深山正久教授および東京大学先端科学
での EBV+ がんにおけるプロモーターメチル化の研
技術研究センターゲノムサイエンス、金田篤志特任
究は、がん関連遺伝子の数が限られていたことに注
准教授の指揮の元で行なわれた。金田准教授は日本
目した。網羅的な遺伝子解析の結果、胃がんは 3 種
科学技術振興機構さきがけプログラムの研究員でも
類のエピジェノタイプに分類されることが判明し
ある。研究チームは東京大学および北海道大学から
た：
（1）低メチル化、EBV– がん；
（2）高メチル化、
なり、研究成果は 2011 年 12 月 1 日付けの Cancer
EBV– がん；そして（3）EBV+ 固有の著しい高メチル
Research 誌に掲載された。
化のエピジェノタイプである。全ての EBV+ 胃がん
は EBV+ エピジェノタイプと完全に一致した。3 種
類のエピジェノタイプは、次に挙げる 3 種類の遺伝
子によって特徴付けられている：
（1）EBV+ 固有マー
カー：EBV+ 胃がん固有のメチル化遺伝子；
（2）高マー
カー：EBV+ 胃がん、EBV– 高メチル化胃がんの両方
でメチル化された遺伝子；そして（3）共通マーカー：
全ての胃がんにおいてメチル化された遺伝子。
ヘリコバクター・ピロリと EBV の 2 つの病原体は、
胃がんの発達および進行に関与していると考えられ
ている。ピロリ菌はグラム陰性の螺旋状の細菌であ
り、世界人口の約半分の胃に感染していると推定さ
れる。最近の前向きコホート研究では、ピロリ菌の
感染が胃発がんにおいて重要な役割を果たしている
ことが示されていると、著者らは述べている。EBV
はヘルペスウィルス科に属し、初期感染で伝染性単
核球症を引き起こす。最終的には、成人の 90％以上
が EBV キャリアになるのである。EBV は易感染性宿
深山正久教授 M.D. Ph.D.（前列中央）
東京大学医学部病理学教室のメンバーと共に（写真は金田篤志
特任准教授からご提供）
。
2
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主におけるバーキットリンパ腫や上咽頭癌、そして
日和見リンパ腫など数種類の悪性腫瘍に関与してい
QIAGEN eyes Issue 1/2012
Worldwide Research ̶ Hot News
る。EBV+ 胃がんは 1990 年に発見され、地域や人
これまで、
プロモーターメチル化異常は胚幹細胞（ES
種に関係なく 7 ∼ 15％の割合で世界中に分散して
細胞）におけるポリコーム複合体（PRC）ターゲッ
いるが、胃発がんにおける EBV の役割はまだ解明さ
ト遺伝子に優先的に見られ、これは癌における幹細
れていない。
胞起点の可逆的遺伝子抑制と永久的遺伝子サイレン
胃がんはエピジェネティック変化およびジェネ
ティック変化の蓄積による多段階の発がんプロセス
により生じると考えられる、と著者らは言う。遺伝
子プロモーター領域の異常なメチル化は、遺伝子発
現抑制を起こす最も重要なエピジェネティック変化
の一つであり、胃がんは高頻度にプロモーターメチ
ル化異常を引き起こす腫瘍の一つである。エピジェ
ネティック変化は基礎となる DNA 配列に影響を与
シングの置換を示していた。現在の研究では、共通
および高マーカー遺伝子において PRC ターゲット
遺伝子の集積が見られた一方で、EBV+ マーカー遺
伝子ではそれは見られなかった。この EBV+ マーカー
遺伝子における PRC ターゲット遺伝子の欠如は、
EBV+ 胃がんにおける過剰なメチル化同様に、EBV+
胃がんにおけるメチル化異常の特異なメカニズムの
存在を示している、と著者らは述べる。
えずに遺伝する変化である。多くの場合、構成的変
著者らによると、確認された EBV+ エピジェノタ
化は CpG ジヌクレオチド部位のメチル化を伴い、
イプは次の特徴を持つ：
（1）EBV+ エピジェノタイ
シトシンが 5- メチルシトシンに変換され、これは
プには、過度にメチル化された遺伝子が約 270 あ
グアニンとも組むことができるのである。高メチル
り、それらは EBV– 低メチル化・高メチル化エピ
化領域は、転写的活性化が低くなる傾向がある。
ジェノタイプのいずれでもメチル化されない；
（2）
著者らによると以前のレポートでは、プロモーター
のメチル化異常は EBV– 胃がんよりも EBV+ 胃がん
においてより高い頻度で見られることを示してい
た。しかし一方では、MLH1 遺伝子（DNA ミスマッ
チ修復遺伝子）のメチル化は EBV– 胃がんに比べ
て EBV+ 胃がんにおいて低頻度で起きることを示す
レポートも出ている。MLH1 遺伝子変異は種々の
癌（特に大腸癌）においてしばしば見られ、MLH1
プロモーターメチル化および遺伝子サイレンシング
は、散発性子宮内膜癌におけるマイクロサテライ
ト不安定性の主因でもある。それにもかかわらず、
TP73 遺伝子（腫瘍抑制遺伝子）および HOXA10 遺
伝子（転写因子遺伝子）は、EBV– 胃がんに比べて
EBV+ 胃がんにおいてより高い頻度でメチル化され
ると示すレポートもある。しかし、前述にあるよう
に、これらの研究の全ては少数の既知のがん関連遺
伝子に焦点を当てたものである。さらに既出の研究
レポートでは、EBV+ 胃がん組織のほぼ全てのがん
細胞が、モノクローナルな EBV ゲノムをエピソー
ムとして持ち、それはホストゲノムに組み込まれて
いないことが示されていると、深山教授は述べて
いる。これは EBV 感染が非常に早い段階で起こり、
EBV– 胃がんでメチル化された遺伝子は、MLH1 以
外のほとんどが EBV+ 胃がんでもメチル化される；
（3）高メチル化 EBV– 胃がんは MLH1 メチル化を頻
繁に（46％）示す一方、EBV+ エピジェノタイプは
MLH1 メチル化を全く示さない；
（4）ES 細胞で見
られた PRC ターゲット遺伝子は、低および高メチ
ル化 EBV– エピジェノタイプにおいて集積されたが、
EBV+ エピジェノタイプで特異的にメチル化された
遺伝子ではそれは見られていない。研究チームはま
た、低エピジェノタイプ胃がん株細胞において EBV
感染が EBV+ エピジェノタイプを誘発することも示
した。
「EBV+ 胃がんにおける広範囲の DNA メチル
化表現型は、明確に、そして再現性よく、胃がん
エピジェノタイプの定義を立証しました。これは包
括的なプロモーターメチル化解析、および EBV– 低
メチル化胃がん細胞のウィルス感染を通じた病因学
特有のエピジェノタイプの誘発のおかげでしょう」
と、研究結果の重要性を説明する上で金田博士は語
る。金田博士は研究チームの将来の課題として
「EBV
感染により誘発される広範囲の DNA メチル化の分
子メカニズムと、胃発がんに対する影響に焦点を当
てます」と説明する。
またこの感染が異常な DNA メチル化パターンの誘
本研究では、DNA 抽出に QIAamp® DNA Mini Kit、
発など、胃がんの発病において何らかの役割を果た
パイロシークエンスに PyroMark ™ Q24 システムと
す可能性を示している。
いった様々な QIAGEN® 製品が貢献した。
QIAGEN eyes Issue 1/2012
参考文献
Keisuke Matsusaka, Atsushi
Kaneda, Genta Nagae, Tetsuo
Ushiku, Yasuko Kikuchi, Rumi
Hino, Hiroshi Uozaki, Yasuyuki
Seto, Kenzo Takada, Hiroyuki
Aburatani, and Masashi
Fukayama. “Classification
of Epstein–Barr Virus–
Positive Gastric Cancers by
Definition of DNA Methylation
Epigenotypes.” Cancer
Research 71(23): 7187-7197
(December 1, 2011).
http://cancerres.aacrjournals.
org/content/71/23/7187.
abstract
Sample & Assay Technologies3
Worldwide Research ̶ Hot News
次世代シーケンスの新たな成果：
複数標的がんワクチンでテーラーメイド医療への道筋
by Michael D. O’Neill
メラノーマ・モデルマウスを用いて全エキソーム・リシーケンス法による研究を進めているドイツのチームが、がん体細胞遺伝子の
点変異を同定する段階で、特定された変異をコードするタンパク質の多数が、新たな免疫原性となりうることを示した。彼らは更に、
それらの特異的変異を持つペプチドがマウスの腫瘍の予防と治療に効果があることを免疫アッセイにより実証した。同チームは、たと
え 1 箇所であっても、注意深く選択された変異点を標的とすれば、マウスのメラノーマの増殖を阻害するのに充分な、免疫治療活性を
有することも実証した。この研究は、マウス腫瘍に関連するエキソーム解明研究としては最初の試みであり、複数標的化を可能とする
テーラーメイド・個別特異的ながんワクチンにおいて、初めて全ゲノムの情報を活用したものである。
同チームは今回の成果を評して、免疫原性変異を
シーケンスの技術とペプチドワクチンの技術を用い
体系的に deep sequencing によって同定する方法
れば、マウス腫瘍関連エキソームを解明する研究構
は、がん患者の個別化治療の道筋を作るために、大
築を実現できます。そして、個別化ワクチン療法へ
いに役立つと見ている。この新しい研究は、ドイ
の道を開く基盤となるのです」と論文の共同著者で
ツ・マインツにある、マインツ大学医学センター
TRON の次世代シーケンス（NGS）チームのリーダー
のトランスレーショナル腫瘍学研究所（TRON）
であるジョン・カッスル博士は話す。
「私達のデー
と、BioNTech AG の研究チームによって行なわれ、
タでは、特定された変異配列をもとに作成したペ
2012 年 1 月 11 日付け Cancer Research 誌のオン
プチドワクチンを接種に用いた結果、およそ 30％
ライン版に発表された。TRON は生物医薬品を開
が、免疫原性を示し、リンパ球の増殖を誘導しまし
発する組織であり、がんや免疫系に関わる疾病の
た」と共同著者であるセバスチャン・クレイター博
診断薬や治療薬の開発を行なっている。BioNTech
士は付け加える。
「この発見によって、私たちの治
（Biopharmaceutical
療コンセプトを臨床試験で確かめる段階に進む自信
New Technologies）AG
が付きました。通常の治療薬を用いる場合、がん細
は、バイオテクノロジー
胞は細胞生物学的にも遺伝学的にも個人差が大きい
主要企業のホールディ
ので、がん細胞が薬効をすり抜けて治療薬が効かな
ング会社で、悪性腫瘍
いという、がん治療の典型的な課題を残してしまい
や致死性の高い疾病を
ます。私達のコンセプトは、複数の変異を標的とす
ターゲットとして、診
るので、個人差を含めたがん治療の役に立つのです。
断薬や治療薬の開発を
複数の変異を標的にされることが、がん細胞のアキ
行なっている。TRON
レス腱とも言えるのです。遺伝子の状況に応じて個
と BioNTech 両社の研究
別化されたがんワクチンに対しては、がんはその脆
責任者と代表を兼ねる
弱性を露呈するのです」とサーヒン教授は説明する。
のは、ウガー・サーヒ
ン教授で、TRON の創
設者で BioNTech AG の
共同設立者である。
ウガー・サーヒン教授はこの研究プロジェクトの代表研究者かつ
TRON 社と BioNTech AG 両社のチームリーダーです。サーヒン教
授は TRON 社の創設者で、BioNTech AG の共同設立者です（写真
はジョン・キャッスル博士からご提供）
。
4
スループットの高い NGS 技術のおかげで、マウス
の腫瘍のゲノム情報は既に解析され公知となってい
る。更には、幾つかのヒトの原発腫瘍と細胞株のゲ
ノムとエキソームも解析されている。研究チームが
「現在まで、がん体細胞
強調するポイントは、がんの発生は変異によって誘
変異体の免疫原性の有
発されるので、NGS 技術によって個々の腫瘍の判
用な実験データはあり
り易い変異マップを作成（ミュータノーム）すれば、
ませんでした。次世代
がんに対する理解が更に進み、がんをコントロール
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QIAGEN eyes Issue 1/2012
Worldwide Research ̶ Hot News
できるようになるということだ。特に研究チームが
異を NGS で同定し、これらの変異をテストするた
興味を持っているのは、個々に様相の異なるがんに
めにマウスにペプチドワクチンを接種し、ELISPOT
生じる変異がどの程度であり、変異の組み合わせの
（Enzyme-linked Immunospot）アッセイにて誘導され
割合がどうなっているかによって、同系宿主体内に
た T 細胞応答を調べた。B16F10 マウスを選んだ理
おいて、どのような免疫原性を呈するかを明らかに
由は、がん治療研究では最も頻繁に利用されている
することである。ヒトゲノムの変異について NGS
からである。
による初期の成果として、ヒトのがんでは 10 個か
ら 100 個の非同義変異があることが既に報告され
ている。但し、ある一つのがんに罹患している患者
間で、共通する変異が見られる場合があり、分子標
的薬が有効である。例えば、慢性骨髄性白血病では、
bcr-abl 転座を標的とする低分子阻害剤が有効である
ことは実証済みであるが、実際には変異が共通して
いるケースは稀であり、殆どのがんにおいて変異は
患者ごとに異なっている。例外であっても目立つの
で、ミュータノームによる広く適用できる医薬品の
開発には、問題となる実例といえる。
一旦がんの変異が同定されれば、それらががん治療
に適切な標的かどうかの検討に、多大な労力が使わ
れるのが通例であることを、筆者等は指摘する。し
かし、これらの変異の免疫原性の確定や、変異から
誘起される免疫応答の機能評価等には、あまり注目
が払われてこなかった。著者等が強調するのは、が
んの変異領域がワクチン接種の有効な標的と考えら
れる理由は、その変異が中枢性免疫寛容の影響を受
けない、新たな抗原性を創生するということだ。が
ん抗原の範疇で、転移性のダウンレギュレーション
が起こる可能性は無いにしても、がんの増殖初期に
発生した変異は、疾病の進行後も保持されると著者
等は指摘する。彼等によれば、実際マウスやヒトの
患者症例において、幾つかの免疫原性変異の報告が
以前に成されている。これらの変異の幾つかは、マ
ウスにおいてがんの抑制を誘導し、その他の変異は、
悪性メラノーマ患者において、支配的な免疫応答を
自発的に惹起する標的として機能することができる
であろう。
「しかしながら…」と著者等は語る。
「こ
れらの実例が、偶発的に免疫原性を示した稀なケー
スなのか、或いは有用なワクチン標的の氷山の一角
であったのかは、まだ判らない」
。
この課題に答えるために研究者達は今回の研究に
B16F10 マウスのメラノーマ細胞を、NGS エキソー
ム・リシーケンス法で高信頼度配列解析を行ない、
962 個の非同義点変異が同定された。563 個の変
異は、発現した遺伝子内に見つかった。著者等は、
同定された変異には、古典的ながん抑制遺伝子と、
がん原遺伝子のシグナルパスウェイに内在する遺伝
子とに発生するドライバー変異があると指摘する。
がん原遺伝子のシグナルパスウェイには、細胞の増
殖・接着・遊走・アポトーシス等を制御する機能
が含まれている。Aim1 と Trrap の変異は、ヒトの
メラノーマで発生する事が知られているが、これら
も上記の同定された変異に含まれている。
563 個の発現遺伝子から選定された 50 個の変異の
免疫原性と特異性の確認は、変異エピトープ（抗原
決定基）からエンコードされた長鎖合成ペプチドを
用い、マウスを免疫して行なった。長鎖合成ペプチ
ドはアミノ酸 27 残基から成り、変異を受けたアミ
ノ酸若しくはワイルドタイプのアミノ酸を、中央部
に有する。50 個の変異ペプチドのおよそ 3 分の 1
（16 個）が免疫原性を有することが判った。免疫原
性を有するグループ内の 60％（11 個）は、ワイル
ドタイプの配列と比較して、変異領域の配列に選択
的な免疫応答性を誘発した。ペプチドが呈する、変
異特異的な強い T 細胞応答は、免疫認識の独立した
2 つの作用、つまり提示と誘発とによって起こされ
る。変異特異的な T 細胞認識は、内生的に形成され
たエピトープに拠る。重要なことは、新たに見つけ
られた体細胞変異が、がんのフェノタイプを誘起す
るかどうかは知られていないが、免疫原性を有する
ことを本研究が実証しているということだ。つまり
示唆されていることは、変異領域の機能がどうであ
れ、これらの変異に対する免疫は、関連する悪性腫
瘍細胞に変異が安定して発現する限り、がんのコン
トロールに関与するということである。
邁進したわけである。メラノーマモデル B16F10 マ
ウスを用いて、有効な免疫原性を示す体細胞点変
QIAGEN eyes Issue 1/2012
Sample & Assay Technologies5
Worldwide Research ̶ Hot News
参考文献
John C. Castle, Sebastian
Kreiter, Jan Diekmann, Martin
Lower, Niels van de Roemer,
Jos de Graaf, Abderraouf
Selmi, Mustafa Diken, Sebastian
Boegel, Claudia Paret, Michael
Koslowski, Andreas N. Kuhn,
Cedrik M. Britten, Christoph
Huber, Ozlem Tureci, and
Ugur Sahin. “Exploiting
the Mutanome for Tumor
Vaccination.” Cancer Research
(online January 11, 2012).
http://cancerres.
aacrjournals.org/content/
early/2012/01/10/00085472.CAN-11-3722.abstract
がんの移植モデルを用いて、ペプチド免疫による
腫瘍のプロファイリングが必要となる。以前には不
in vivo のがんコントロール比較実験が、予防と治療
可能であったが、このような個別のプロファイリン
の観点から行なわれた。その結果、1 個のアミノ酸
グは今では手に届く所まで来ている。
「がん特有の
が置き換わった変異エピトープが、有効なワクチン
変異を、ゲノムワイドに見つけるためのコストと時
であることが確認された。
間が劇的に低下したので、がん患者の個別化免疫療
著者等の結論では、
“T 細胞での創薬ターゲット
法への道が開いたのです。特に、遺伝子状態が不安
ミュータノーム”を提案しているが、これは deep
sequencing と変異領域の組織的な免疫原性解析とに
よって実現可能であろう。彼等は、このアプローチ
が「個別化免疫療法の道を開き、自分達や他の研究
者達が以前から指摘していたテーラーメイドのワク
定になる進行したがんにおいては、個別化 T 細胞療
法が他の治療オプションより優れていると思われま
す。変異の蓄積がより多くの抗原を混合させていき
ますから、免疫療法を続ける中で、そしてがんの進
行に応じて、抗原の減少したバリアントを選択して
チンコンセプトを推進するものである」と語る。更
いくのです」と彼等は説明する。
に、全ての患者の腫瘍は、高度に個別化された変異
本研究では、DNeasy® Blood & Tissue Kit、RNeasy®
の“特徴”を有しており、変異の 95％以上は患者
Micro Kit、QIAxcel ™ システム、QIAquick® PCR
固有の特徴的なものであることを指摘する。よって、
Purification Kit および QIAquick Gel Extraction Kit な
複数の変異エピトープに立脚したワクチンコンセプ
どといった様々な QIAGEN 製品が貢献した。
トの実現には、患者固有の変異の特徴を解析した、
“BioQuick ニュース日本語版”のご紹介
“WORLDWIDE RESEARCH ̶ HOT NEWS”は、サイエンスライターとして 30 年以上
の豊富な経験を有するマイケル D. オニール氏によって取材編集されています。
株式会社キアゲンは同氏が編集長を務める独立系科学メディア“BioQuick ニュース
日本語版”に協賛しています。
注目のストーリー（記事は週 3 回更新）
■■ 糖尿病・がん・老化のプローブとなる摩訶不思議なタンパク質
■■ 細胞老化の謎を解く長命なタンパク質を発見
■■ 脂肪の味を好むのは遺伝子が原因
■■ 微量のアルコールが蠕虫の寿命を劇的に延ばす
■■ ベキサロテンがアルツハイマー病の画期的新薬となるか？
“BioQuick ニュース日本語版”は、下記ウェブサイトより無料で購読できます。
http://qiagen.biomarket.jp/
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www.qiagen.co.jp
QIAGEN eyes Issue 1/2012
Biobanking Review
バイオバンク研究における生体試料安定化テクノロジーの重要性
PreAnalytiX® 社・Scientific Director、Uwe Oelmüller 博士へのインタビュー
Uwe Oelmüller 博士は QIAGEN の PreAnalytiX 社（QIAGEN と BD が共同で設立したジョイントベンチャー）
の Scientific Director で、博士は QIAGEN の R&D の Diagnostic Sample Preparation Center を統括しています。
臨床サンプルの採取と輸送、細胞における生体分子のプロファイルの保護、サンプル保存、ヒトおよび病原
体由来の核酸精製と解析のためのテクノロジーや製品の開発プロジェクトに関与し、これらのアプリケー
ション分野において 90 以上もの製品化を実現しています。今回は、サンプル安定化と精製のためのテクノ
ロジーならびに創薬、バイオバンク研究への関連性をお話しいただきました。
尚、www.qiagen.com/interviewoelmuellerJP にて同氏のインタビュー完全版をご覧いただけます。
サンプル採取の問題点ならびにそれを克服するための
テクノロジーについて
5 ∼ 10 年後のサンプル採取と安定化のテクノロジーの
トレンドは？
サンプル採取における主な問題点は、生体試料が生体内から一旦
生体試料を用いた研究ならびに異なる種類の生体試料を取り扱う
取り出されると、RNA、タンパク質、二次代謝物などの生体分子
ための製品開発が今後重要になるでしょう。多くの試料種や核酸
のプロファイルが大きく変化することです。その中でも組織検体
以外の生体分子に関しては、プレアナリティカルなステップにお
では、技術的に非常に難しいものとなっています。というのは、
けるサンプルの取り扱いによる違いと解析データの品質との正確
生体分子プロファイルを分子アッセイや診断のために保護しなけ
な相関関係は未だに不明です。多くの生体試料種の採取・輸送・
ればならないだけではなく、組織形態学や免疫組織化学のアッセ
保存・取り出しの際に用いた方法の差異が結果に影響するかどう
イに組織形態や抗原性も同時に保護しなければならないからで
かを解析することが重要になり、また、プレアナリティカルなワー
す。現在のテクノロジーでは高品質核酸のプロファイルを維持し
クフローで生じるどのような変化も防げる新しいテクノロジーの
て分離することは可能であるが組織形態を破壊してしまうか、組
開発も必要になるでしょう。これらの問題を解決することは、診
織形態学や免疫組織化学には使用できるが核酸ベースの検査で
断領域においてだけでなく、バイオマーカーの探索、コンパニオ
は、核酸の分解による解析が困難（例；ホルマリン固定化法）か
ン診断開発、バイオバンキングなどの分野でも類似した生体試料
のどちらかです。
の取り扱いワークフローを用いていることから研究領域にとって
問題解決のために、1,500 種類以上の単一化合物および混合物の
スクリーニングを行なった結果、PAXgene
®
Tissue System に使用
する 2 種類の試薬が開発されました。組織サンプルをまず様々
も重要になると考えています。
一方で、欧州委員会やアメリカ合衆国政府機関のような組織が、
将来の診断および医学システムを改良するためにこれらの問題が
なアルコール成分と可溶性有機物からなる固定用試薬にトランス
解決されなければならないことを認識しています。欧州連合の
ファーします。この試薬はアルコール固定液とは異なる成分でホ
SPIDIA（Standardization and Improvements of Generic Pre-analytical
ルマリンは入っていません。2 番目の試薬はサンプルを安定化し
Tools and Procedures for in vitro Diagnostics）プロジェクトおよ
長期間の保存と輸送を可能にし、異なるアルコール成分で構成さ
び Office of Biorepositories and Biospecimen Research（生物試料
れています。本システムでは、組織サンプルを核酸ベースの解析
レポジトリおよび生物試料を用いた研究事務局、アメリカ）によ
用と従来のアッセイ用に切り分ける必要はありません。腫瘍細胞
る Biospecimen Research Network（生物試料研究ネットワーク、
は組織サンプル中に均等に分布していないため、この手法により
BRN）など大規模の国際的な試料処理の標準化プロジェクトが進
サンプルの分割で結果の信頼性が低下するリスクを回避すること
められました。SPIDIA プロジェクトは 7 つの公的研究機関、企業
ができます。
8 社、および European Committee for Standardization（CEN）で
構成されており、PreAnalytiX 社はこのメンバーです。エビデンス
に基づいたガイドラインの作成に加え、SPIDIA は様々な生体分子
類に応じた生体試料保存テクノロジーの開発を目指しています。
QIAGEN eyes Issue 1/2012
Sample & Assay Technologies7
Pathway Application
システムバイオロジーとソフトウェア・プラットフォーム
北野宏明博士（特定非営利活動法人システム・バイオロジー研究機構代表）
システムバイオロジー的な考えを使って生命科学研究を行なう、さらに創薬などに応用することに対する関心は、日増しに高まってい
る。同時に、システムバイオロジー的な方法論をどのように具体的な研究に導入するのかが良くわからないという声も多い。出版され
ている論文を見ても、大規模なハイスループット実験を行ないそこからのデータ解析をしたものをシステムバイオロジーと呼んでいる
例もあれば、非常に精密な小規模な計算モデルとそれに対応する検証実験を行なったものをシステムバイオロジーと呼んでいるものま
でさまざまである。さらに、計算モデルやデータ解析なども、どのような道具立てがあるのかも分からないという声も多い。
システムバイオロジーとは何か？
システムバイオロジーとは、
「生物をシステムとし
て理解する」研究で、その関心は、特に、システム
としての特徴の理解に当てられる。その具体的なア
プローチは多様であり、対象となるシステム（シグ
ナル伝達系の一部なのか全体なのか、細胞レベルな
のか個体レベルなのかなど）と何を知りたいかで変
我々の直感だけでは理解できない部分が多いという
こともある。現在では、システムバイオロジー研究
の対象はあらゆる生命現象に広がっている。その様
子は、毎年開かれるシステムバイオロジー国際会議
（International Conference on Systems Biology）を見
るとよくわかる。今年は、カナダのトロントで開催
される（http://icsb2012toronto.com/）
。
わってくる。しかし、多くのシステムバイオロジー
近年では、システムバイオロジーの概念を創薬に応
研究で共通しているのは、従来の生命科学研究に比
用する研究が本格化している。2000 年前後に一部
べると計算科学的方法論の占める割合が劇的に増大
の欧米の製薬企業が試験的に小さなグループを社内
しているということである。例えば、大規模発現
に組織してその可能性を探り始めが、その段階での
データの解析にしてもそれらをクラスタリングした
試みは、試行錯誤というべきもので、うまくいかず
りするだけにとどまらず、相互作用ネットワーク上
に撤退するケースなどがあったのが実情であった。
にマップして、ネットワークのダイナミックな変化
しかし、この数年で、この状況は大きく変わりつ
として捉え直すということがより多く見られるよう
つある。米国を中心にシステムバイオロジー的アプ
になっている。さらに、計算モデルを構築し、実験
ローチで創薬や創薬支援を行なうベンチャーが起業
データを用いて、そのチューニングを行なうととも
され、その幾つかは上場するまでに至っている。ま
に、いろいろな予測を行なう研究も見られる。その
た、Merrimack Pharmaceuticals 社のように精緻な計
背後には、大規模データが余りにも巨大であり、そ
算モデルの解析から創薬ターゲット（ErbB3）を同定
の解析に計算科学のサポートが必要であるというこ
し、それに対するモノクロナール抗体（MM-121）を
とと同時に、生物のような複雑なシステムの挙動は
開発し、臨床試験に入るなどの事例も出始めている。
1961 年埼玉県生まれ。1984 年国際基督教大学教養学部理学科（物理学専攻）卒業後、日本電
気（株）に入社、ソフトウエア生産技術研究所勤務。1988 年より米カーネギー・メロン大学
客員研究員。1991 年京都大学博士号（工学）取得。1993 年ソニーコンピュータサイエンス研
究所入社。1996 年同シニアリサーチャー、2002 年同取締役副所長、2008 年同取締役所長、
2011 年同代表取締役社長。1998 年 10 月∼ 2003 年 9 月、科学技術振興事業団 ERATO 北野
共生システムプロジェクト総括責任者兼務。2001 年 4 月、特定非営利活動法人システム・バ
イオロジー研究機構を設立、会長を務める。学校法人沖縄科学技術大学院大学教授。公益財団
法人がん研究会がん研究所システムバイオロジー部部長。慶應義塾大学大学院理工学研究科
客員教授。Computers and Thought Award（1993）
、Prix Ars Electronica（2000）
、JCD デザイン
賞（社団法人日本商環境設計家協会）
（1996）
、日本文化デザイン賞（日本文化デザインフォーラム）
（2001）
、ネイチャーメンター
賞中堅キャリア賞（2009）受賞。ベネツィア・建築ビエンナーレ、ニューヨーク近代美術館（MoMA）等で招待展示を行なう。
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QIAGEN eyes Issue 1/2012
Pathway Application
この Merrimack の場合は、計算モデルが全体の創薬
果が見込まれるのがトランスレーショナル・フェー
パイプラインをドライブしたという先進的な事例で
ズである。ここでは、以下のことが考えられる。ま
あり注目される。一方、大手製薬会社は、基本的に
ず、候補化合物とそのバックアップが決まっていて、
非常に保守的であり、大きな事業モーメンタムを有
臨床段階でどの疾病サブタイプを想定して患者のリ
する企業群であるが、システムバイオロジーのアプ
クルートをするべきかという問題に対する計算予
ローチを本格的に導入する事例が増えてきている。
測。さらに、候補化合物と疾病が決まっており、候
また、2008 年 7 月には、イタリアのポルトフィー
補化合物を軸としたコンビネーションとしてパート
ノに欧米の主要な製薬企業の研究者が集まり、今
ナーとなる薬として何が適切かを予測するという問
後の創薬パラダイムに関するクローズドなワーク
題などである。ただしこれらのことは、どの疾患や
ショップが開催され、システムバイオロジーの重要
候補化合物でも可能なわけではない。この段階で利
性と今までの成果が議論された（1）
。この背景には、
用するシステムバイオロジーの手法は、いわば詰め
ゲノム科学の発展などによって引き起こされた生物
将棋（エンドゲーム）のようなもので、かなりよく
学的情報の加速度的な蓄積から、システム的アプ
理解されているパスウェイや生物学的プロセスに関
ローチによって創薬や治療に有用な情報を引き出せ
わる場合に効果がある。万能ではないことにがっか
るのではないかという期待と同時に、単に個別の創
りする向きもあるであろうが、ほとんどの候補化合
薬標的を同定し化合物を設計するアプローチでは、
物はそれなりに理解されているパスウェイ中の分子
もはや有効な薬を作ることができないという危機感
をターゲットとしているので、実際には、幅広い応
の現れがある。
用範囲を持っている。
システム的アプローチは、創薬パイプラインのどの
現時点では、しっかりしたノウハウを有する研究グ
ような局面に貢献しうるのであろうか？いろいろな
ループならば、MAPK シグナル伝達系などのいくつ
可能性が考えられるが、大別して、ディスカバリー・
かの主要経路に関しては、培養細胞系での実験をか
フェーズとトランスレーショナル・フェーズの二つ
なり正確に再現し、その挙動を予測することが可能
に大きな可能性があると思われる。ディスカバリー・
である。先に紹介した Merrimack Pharmaceuticals は、
フェーズでは、どの分子を創薬ターゲットとするべ
彼ら自身の実験系での結果を精密に再現し予測する
きかという研究が主たるものとなる。この為に、あ
ことで MM-121 の開発に至っている。我々も、同
らゆるデータや公表されている研究成果なども含め
様なレベルに到達している。
て仮説を作ることになる。同時に、より具体的に成
QIAGEN eyes Issue 1/2012
上図：mTOR signaling ネッ
トワークの一部（システ
ム・バイオロジー研究機
構より提供）
（2）。
参考文献
1.Henney, A. and G. SupertiFurga, A network solution.
Nature, 2008. 455 (7214):
p. 730-1.
2.Caron E, et al. A
comprehensive map of the
mTOR signaling network.
Mol Syst Biol. 2010 Dec
21; 6: 453. doi: 10.1038/
msb.2010.108
次号に続く
Sample & Assay Technologies9
Hot New Products ̶ 新製品ご案内
微量サンプルからの microRNA とトータル RNA 精製
miRNeasy Micro Kit
A
miRNA 研究でサンプル量が少なく、
溶出された miRNA ／トータル RNA が薄まっ
てお困りになったことはありませんか？ QIAGEN では 28 年間培ってきた精製
テクノロジーを用いて、動物およびヒトの組織微量サンプルからの miRNA ／
トータル RNA 抽出・精製キットを用意致しました。
マイクロダイセクション法により採取した凍結切片へもご利用になれます。
miRNeasy シリーズは Mini や 96 ウェルタイプもございます。
注：分画精製には RNeasy MinElute® Cleanup Kit (50)（Cat. no. 74204）が必要となります。
B
miRNeasy Micro Kit (50)
微量サンプルからの高い再現性と収量の miRNA
miRNeasy Micro Kit を用いて Jurkat 細胞の 10 倍段階希釈（10 ∼
106 個）からトータル RNA を精製した。RNA 精製は A がマニュ
アル、 B が QIAcube ™ を使って 2 replicates で行なった。miR-16
の検出は Rotor-Gene Q サイクラー上で miScript PCR System を用
いて行なった。miR-16 は 10 個まで、再現性高く CT 値が得られた。
ネガティブコントロールでのシグナルは検出されなかった（青と
黄色の曲線）。
スタートサンプル
製品名
サイズ
Cat. no.
ヒトまたは動物の細胞／組織
miRNeasy Mini Kit (50)
50 prep
217004
ヒトまたは動物の微量細胞／組織
miRNeasy Micro Kit (50)
50 prep
217084
ヒトまたは動物の細胞／組織、
96 ウェルフォーマット
miRNeasy 96 Kit (4)
4 plates
217061
ホルマリン固定、パラフィン包埋
した組織切片
miRNeasy FFPE Kit (50)
50 prep
217504
miRNeasy Micro Kit の詳細はキアゲンウェブサイトをご覧ください
（www.qiagen.com/products/mirneasymicrokit.aspx）
。
その他の新製品
Cat. no.
製品名
特長
EasyXpress ™ Disulfide E.coli Kit (10)*
ジスルフィド結合を有する組み換えタンパク質の in vitro 合成キット
32572
EasyXpress Disulfide Insect Kit (10)*
昆虫細胞ライセートを用いたジスルフィド結合を有するタンパク質の in vitro 合成キット
32582
EasyXpress Linear Template Fab Kit (100)
タンパク質の発現テンプレート作製・条件のスクリーニングを迅速化を可能にするキット
32746
QIAsymphony
™
PAXgene Blood
®
パクスジーン RNA 採血管で安定化されたヒト血液由来 RNA/miRNA 精製の QIAsymphony
762635
RNA Kit (96)
を用いた自動化精製キット
Rotor-Gene ™ Type-it HRM Discovery Kit
Rotor-Gene Q 用 HRM 解析検証用キット
206541
Type-it ™ HRM PCR Kit (2000)
HRM 解析による遺伝子変異および SNP の迅速かつ正確な検出用キット
206546
* その他のサイズもございます。お問い合わせください。
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QIAGEN eyes Issue 1/2012
キャンペーン／モニターおよび学会情報
キャンペーンおよびモニター情報
Rediscover キャンペーン
QIAGEN 製品には、精製・アッセイ製品以外にも、様々な製品があります。期間内に対象キットをお買い
上げいただくと、日々の実験にすぐご活用いただける製品をプレゼント致します。プレゼント第 1 弾は、
フェノールでの核酸抽出で最高 30％収量を増加できる Maxtract High Density です。
第 1 弾プレゼント製品：Maxtract High Density（2 ml x 10 本）
キャンペーン実施期間：2012 年 4 月 3 日（火）∼ 6 月 29 日（金）
QIA キャンペーン
QIA キャンペーン対象製品に同梱されている“QIA キャンペーン抽選カード”で当たりカードが出たお客
様に 1,000 円分の QUO カードをプレゼント致します。カードをご確認いただき、QIAGEN ウェブサイト
からお申し込みください（お客様登録が必要となります）
。
キャンペーン対象製品：弊社ウェブサイトキャンペーンページをご覧ください。
キャンペーン応募期間：2013 年 5 月 31 日まで
Plasmid Plus Kit モニター募集
QIAGEN Plasmid Plus Kit は、わずか 20 分でラージスケール・プラスミド精製を実現する革新的なキットで
す。スピンカラムのユニークなデザインおよび結合ケミストリーにより、陰イオン交換テクノロジーと同等
以上の性能・純度を実現します。
モニター対象製品：QIAGEN Plasmid Plus Midi Sample Kit (5)（Cat. no. 12941）x 1 キット
モニター募集期間：2012 年 4 月 3 日（火）∼ 6 月 29 日（金）
Transfection Reagent モニター募集
RNAi や miRNA 研究に最適な HiPerfect ™ Transfection Reagent は、希釈した siRNA/miRNA に試薬を添加・
混和し、インキュベートした後、ピペットで複合体を細胞に添加するだけです。血清の存在下で行なえるた
め、細胞から複合体を除去する必要はありません。
モニター対象製品：HiPerFect Transfection Reagent (0.1 ml)（Cat. no. 301702）
モニター募集期間：2012 年 4 月 3 日（火）∼ 6 月 29 日（金）
各キャンペーンおよびモニター情報の詳細はウェブサイト www.qiagen.com/CampaignJP をご覧ください。
学会情報
n 第 6 回日本エピジェネティクス研究会共催セミナー（2012 年 5 月 15 日：東京一ツ橋学術総合センター）
□ 精神疾患研究におけるパイロシーケンシングの利用
東京大学大学院医学系研究科分子精神医学講座特任助教文東美紀先生
□ 内視鏡検査時に発生する「廃液」を用いた環境にやさしい胃がん超早期診断法の開発 ∼パイロシークエンス解析を用いて∼
聖マリアンナ医科大学消化器・肝臓内科講師渡邊嘉行先生
n International Society for Stem Cell Research；ISSCR（2012 年 6 月 13 ∼ 16 日：パシフィコ横浜）
QIAGEN eyes Issue 1/2012
Sample & Assay Technologies11
News in Short
QIAGEN
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QIAGEN の新製品のご案内などの情報を、マガジンと E-Newsletter にてお届け
しております。この機会に是非ご登録ください。
ご登録方法：
QIAGEN ウェブサイトの“連絡先”のタブより“QIAGEN 情報配信申し込み”を
選択いただき、必要事項をご記入の上、お申し込みください。
QIAGEN プロダクトガイド 2012 のお知らせ
QIAGEN プロダクトガイド 2012 は、2012 年 5 月上旬にご提供を開始する
予定です。QIAGEN は経営理念の一つに紙の使用削減など環境保護に貢献する
取り組みを掲げております。そのため、今年からプロダクトガイドを印刷版で
はなく PDF 版でご提供することとなりました。
今回お届けする PDF 版カタログをご活用していただくことにより、製品情報
のみならず関連するアプリケーションを紹介している弊社ウェブサイトへの
アクセスをより簡便に行なっていただけます。カタログの公開は弊社ウェブ
サイトでお知らせ致します。
また、2012 年度の価格変更の予定はございませんので、2011 年版のカタログ
も併せてご利用ください。
次号予告：6 月発行予定
iPS 細胞および ES 細胞など、胚性幹細胞は再生医療等、今後様々な可能性を秘めた研究対象です。
日本と海外での新しい情報、実験成果、または今後胚性幹細胞研究に向けて、必要になっていく技術
などの現状をお伝えします。
記載の QIAGEN 製品は研究用です。疾病の診断、治療または予防の目的には使用することはできません。最新のライセンス情報および
製品ごとの否認声明に関しては www.qiagen.co.jp の“Trademarks and Disclaimers”をご覧ください。QIAGEN キットの Handbook お
よび User Manual は www.qiagen.co.jp から入手可能です。
Trademarks: QIAGEN®, QIAamp®, QIAcube ™ , QIAsymphony ™ , QIAquick®, EasyXpress ™ , DNeasy®, HiPerfect ™ , RNeasy®, MinElute®, PyroMark ™ , Rotor-Gene ™ , Type-it ™ (QIAGEN Group);
PAXgene®, パクスジーン ®, PreAnalytiX® (PreAnalytiX GmbH).
本文に記載の会社名および商品名は、各社の商標または登録商標です。 2301980 03/2012
© 2012 QIAGEN, all rights reserved
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株式会社キアゲン n 〒 104-0054 n 東京都中央区勝どき 3-13-1 n Forefront Tower II
Tel:03-6890-7300 n Fax:03-5547-0818 n E-mail:[email protected]
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