ハイスループット遺伝子ノックアウト技術による薬物スクリーニングとターゲット同定

医薬品発見の重要なステップはターゲットの特定です。つまり、"薬剤化可能"な生物学的ターゲットを見つけることです。ターゲットが確定した後、そのターゲットと疾患表現型との機能的関係を証明し、安全性を確保するために検証を行う必要があります。医薬品の発見プロセスは長期間で高コストですが、適切なターゲット検証は効果的な薬剤の開発を促進し、最終的に臨床での成功の可能性を高めます。CRISPR-Cas9遺伝子編集技術の最新の発展は、医薬品発見に大きな影響を与えており、研究者は意図的に遺伝子を活性化または抑制することで、疾患進行に関与する細胞経路を明らかにし理解することができます。また、正確なモデルを作成することでも、疾患表現型をより良く研究し、多くの潜在的なターゲットを迅速に特定するための小分子のスクリーニングが可能です。

これらの潜在的なターゲットが特定されたら、質量分析技術を利用して、潜在的な薬剤分子とそのターゲットタンパク質または代謝産物との相互作用を研究し、薬剤がターゲットとどのように結合し、その結合が細胞内のシグナル伝達および代謝経路にどのように影響を与えるかを明らかにします。ハイスループット遺伝子ノックアウト技術と質量分析を組み合わせることで、研究者は新しい薬剤ターゲットを迅速に特定し、薬剤の作用メカニズムを深く理解することができ、より効果的で安全な治療法を設計することができます。

ハイスループット遺伝子ノックアウトの医薬品発見への応用

バイオテクノロジー企業 BTP は、ハイスループット遺伝子ノックアウト技術に基づき、ハイスループット質量分析プラットフォームと組み合わせて、遺伝子ノックアウトから薬剤ターゲットの特定までのワンストップソリューションを提供します。私たちの最適化されたCRISPR/Cas9システムは、人/マウス細胞株、初代細胞、免疫細胞、およびiPS細胞の単一/複数遺伝子ノックアウト、フレームシフト突然変異、大規模シーケンスノックアウトを実現できます。BTPは7つの独自の検査プラットフォームを持ち、CNAS/ISO9001の二重品質システム認証を取得した実験室を有し、最も高品質な研究サービスを提供することを目指しています。私たちはあなたとの協力を楽しみにしており、サービスの詳細については無料でお問い合わせください。

サービスの利点

1) ノックアウト効率の保証最適化されたCRISPR/Cas9システムにより、80%以上のターゲットノックアウト効率が70%を超える。遺伝子ノックアウト後、Sangerシーケンシングと深層プロテオミクス技術を使用してノックアウト効率を二重に検証し、データの真実性を二重に保証します。

2) 多種多様なターゲットベースの薬剤ターゲット特定プラットフォーム私たちは高解像度質量分析プラットフォームを基に、親和性クロマトグラフィー技術や活性部位指向プローブなどの技術を組み合わせ、多様なターゲットベースの薬剤ターゲット特定プラットフォームを開発し検証しました。様々な研究ニーズに対応可能です。

3) プロジェクト期間の短縮遺伝子ノックアウト実験を行う前に、異なる細胞における遺伝子の必要性と発現量を分析し、実験の実現可能性を確保し、実験失敗のリスクを低減します。また、顧客のターゲットに対する予備実験としてgRNA検証を行う必要がなく、プロジェクト期間を大幅に短縮します。

4) ワンストップサービスBTPは豊富なオミクスサービスの経験と専門的な技術者を有し、あなたの要求に応じて最適なプロジェクト計画をカスタマイズできます。あなたは実験の目的を私たちに伝え、サンプルを送るだけで、BTPがサンプル処理、実験分析、データ分析、プロジェクトレポートなど、すべてのプロジェクト後続を担当します。

応用事例

1.全ゲノムCRISPR-cas9ノックアウトスクリーニングと質量分析技術を組み合わせて、KRAS変異結腸癌におけるMEK阻害剤耐性ターゲットを特定

KRAS経路を標的とすることは、結直腸癌（CRC）の治療に非常に有望な方法ですが、結直腸癌細胞はMEK阻害剤に耐性を持つため、MEK阻害剤のCRC患者における臨床試験の結果は期待通りではありません。したがって、著者はMEK阻害剤が存在する状況下で全ゲノムCRISPR/Cas9スクリーニングを実施し、KRAS変異を持つCRCモデルにおけるMEK阻害による合成致死を引き起こす遺伝子を特定しました。結果は、GRB7がRTK経路を介してCRC細胞にMEK阻害剤に対する主要な耐性をもたらすことを示しました。GRB7免疫沈降物の質量分析は、PLK1がGRB7の主要な相互作用キナーゼであることを示しました。PLK1とMEK阻害剤の組み合わせは、in vitroおよびin vivoでCRC細胞の増殖を協調的に抑制し、アポトーシスを誘導しました。最終的に、著者はGRB7-PLK1がRTKを介する軸であり、MEK阻害剤耐性を引き起こすことを確認しました。この研究は、KRAS変異を持つCRC患者の臨床治療において、PLK1がMEK阻害剤と協調する有望なターゲットであることを示しています。

Yu, C., et al. Oncogene. 2022.

図1. CRISPRライブラリスクリーニングで、RTK経路がKRAS変異結腸癌細胞のMEK阻害剤耐性に関与していることを確認

CRISPRハイスループットスクリーニングを利用した次世代候補薬の開発

ゲフィチニブとエルロチニブは、非小細胞肺癌の治療に効果的な薬剤であり、表皮成長因子受容体（EGFR）を治療ターゲットとしていますが、EGFRの獲得変異C797Sは、薬剤がEGFRチロシンキナーゼドメインのターゲット部位と相互作用するのを妨げ、患者がこれらの薬剤治療に耐性を示すようになります。アストラゼネカ（Astra Zeneca）は、CRISPR-Cas9ハイスループット遺伝子ノックアウト技術を使用して癌細胞株に正確なC797S変異を作成しました。C797S細胞株モデルの応用により、この新しい変異に対する次世代化合物を特定するための薬剤スクリーニングが可能になりました。