研究開発された技術紹介

神経疾患に対する臨床試験において、ヒトiPS細胞の活用による成功率の改善が期待されたが、神経細胞の性能や評価法の不足が課題となっている。本研究開発では、新規の神経性能測定法と、独自の培養足場上で性能が向上したiPS細胞由来神経細胞(SCAD-MTneuron)を患者由来のiPS細胞からも作製して、ヒトに対する薬効や毒性を評価できる試験法を開発する。これにより、特に難病に対する創薬に貢献する。

・SCAD-MT neuronを用いた神経性能評価系の開発
-SCAD-MT neuron において神経細胞が 3 次元的に配列していることを確認
-シナプス伝達効率の測定 SCAD-MT neuron を用いた低周波成分の強度解析が、シナプス伝達変化を評価する指標として有効であることを示唆する知見を得た。
-CMOS-MEA を用い、SCAD-MT neuron を用いた無髄神経の伝導速度計測法の一連のプロトコルを構築。
・CMT1AとCMT2Aの患者由来血液からiPS細胞株を樹立
-CMT1AとCMT2Aの疾患モデル神経細胞を開発
・疾患SCAD-MT neuronを用いた有効性評価系の開発
-CMT1A 患者由来シュワン細胞に特異的な特徴として、ミエリン形成に関わるタンパク質をコードする特定の遺伝子の発現量が低下していることを見出した。
-SCAD-MT neuron は、培養期間の短縮、歩留まりの良さ（データ取得ウェル数）、DMSO への応答性の低さ等において、従来法に対して優れた特徴を持つことを見出した。

・CMT1AとCMT2Aの患者血液由来のiPS細胞株を樹立
・SCAD-MT neuronを用いた神経性能評価系の開発
-新形状のファイバーデバイスを開発。
-MEA 測定結果のベースライン値におけるバラつきの変動係数を 30％以内に制御することに成功。
-神経伝播速度の安定的な測定法と解析法を確立。
-カーボンナノチューブ微小電極アレイ（CNT-MEA）を用いて、SCAD-MT neuronからのドーパミン放出を検出する方法を確立。
・疾患SCAD-MT neuronを用いた有効性評価系の開発
-ヒト iPS 細胞からの分化誘導によるシュワン細胞作製プロトコルを確立。
-遺伝子 A をシュワン細胞成熟性マーカーとして用いた薬剤応答試験の手法を確立。

・特願 2019-162555「細胞の選別方法」
・特願 2020-026698「ミエリン化神経細胞を含む神経細胞デバイスの製造方法」
・特願 2021-033665「神経細胞デバイス、その製造方法、及び神経活動評価方法」
・SCAD-MT neuron の活用事例を含む論文が、東北工業大学鈴木研究室とチューリッヒ工科大学らとの共著として Nature Communications (11, Article number:4854, 25th Sep,2020)に掲載

・シャルコー･マリー･トゥース病（CMT）の疾患モデル細胞の開発により、病態のメカニズム解明と治療薬の探索に活用が可能。サポイン終了後、実際に治療薬の探索に活用を開始しており、細胞レベルであるが、病態の改善に有効な候補物質を特定した。
・MEA測定に関する実験法の開発と実証データの取得により、製薬業界で進められている神経毒性評価のin vitro試験の取り組みにおいて、ユーザーへの提案に繋げることが可能。また、神経性能測定法は、神経機能を評価する新たな手法として利用される可能性がある。
・さらに、神経難病であうCMT特異的iPS細胞から分化誘導した神経系細胞を用いた評価系の開発の進展が挙げられる。

・CMT患者由来の疾患モデル神経細胞について、当社内で治療薬の探索に活用を開始しており、細胞レベルであるが、病態の改善に有効な候補物質を特定した。（特定した物質の用途特許の出願を準備中）
・SCAD-MT neuronを用いたMEA測定は複数の企業にサンプル提供を行い、フィードバックを得た。また、遺伝性の末梢神経障害の中でもっとも患者数が多く全世界で280万人以上の患者が存在すると推定されるCMTに対して、シュワン細胞における遺伝子発見解析が疾患特異的な表現型となる可能性が示されている。

・国家戦略特区法での事業化認定のもと、患者血液由来のiPS細胞とこれによる神経細胞を活用した創薬探索が国内で唯一、商用利用が認められている。
・有効性が実証された治療薬はまだないCMTにおいて、患者由来の疾患モデルによる創薬探索は治療薬の発見につながる可能性が期待される。
・CMT2Aの患者由来iPSによる疾患モデルでは、細胞レベルで、一部の病態再現ができており、これによる創薬探索を開始している。
・CMT1A 型患者由来iPS 細胞から作製したシュワン細胞における遺伝子発現解析が疾患特異的な表現型となる可能性が示された。また、シュワン細胞成熟性マーカーは今後の病態解析や薬理モデルとしての利用が期待される。
・製薬業界で進められている神経毒性評価の in vitro 試験の取り組みにおいて、SCAD-MT neuron を用いた MEA 測定の有用性可能性を示すデータとしてユーザーへの提案につなげることができる。

・CMT2Aの疾患モデル細胞を活用し、細胞レベルで病気の状態を改善する物質を特定した。今後はその物質を用いて動物実験での有効性の確認や、毒性/安全性評価を実施し、良好な結果が得られれば、臨床試験へと進める。
・神経細胞培養用の有用なツールとして SCAD-MTneuron および関連する製品の販売を行うとともに、製薬会社やバイオテックに対してこれらの技術を用いた受託研究・共同研究等のサービスを提供していく。実際に、SCAD は2021 年初頭から複数の製薬企業からシュワン細胞を用いた委受託研究を受注した。リピートオーダーも獲得し、現在、さらなる事業拡大を図っている。

・ミエリン化による有髄神経の作製において、MEAによる軸索伝導速度の算出が困難であり、ミエリンによる軸索伝導の高速は実現できなかった。
・シュワン細胞を用いてヒト iPS 細胞由来運動神経との共培養を試みたが、共培養プロトコルの確立には至らなかった。

CMT治療薬の探索に関心のある企業/VCや、特定した物質の非臨床試験/臨床試験を進めることに関心のある企業/VCとの連携を希望する。
特に、米国での臨床試験実施を希望しているため、これに治験のある企業との連携を期待する。