創薬研究効率化のための細胞画像品質評価手法の開発

本研究では、細胞画像情報に基づく品質評価法により、薬剤評価の安定化と迅速かつ効率的な創薬スクリーニング手法を確立させることを目指す。これまでに細胞培養手技の安定化と画像処理技術、さらにはバイオインフォマティクスの導入により、顕微鏡画像から得られる情報、つまり、細胞の形の変化のみから、細胞の活性変化や遺伝子発現量変化を検出できる「細胞画像情報解析」の技術を開発してきた。そこで本研究では、本技術を応用し、創薬基礎開発における有用化合物探索のための細胞試験にて「本手法が薬剤評価に利用できるか」「どのような薬剤評価の検出ができるか」といった2つの観点から、汎用性の検証と検出力の向上を目標としている。前述の課題は、これまでの検証においてもデータの安定化や現象理解のうえで最もクリティカルであり、いかにどの細胞株・細胞種でも本手法が創薬スクリーニングに用いることができると立証するためには、これまでの研究と同様に多くの条件に対する精度評価が重要である。また、形態情報で捉えたい生物学的評価項目が、従来手法であっても感度よく検出できない場合には、手法の検出力の比較が行えない場合があった。このため、本研究では培養実験やマイクロアレイ解析、免疫染色を通じ、明確な「モデルケースデータ」を準備するだけでなく、情報学的にも処理手法そのものの高感度化との両方の検証を試みた。平成26年度は、昨年度までに構築した基盤技術を元に、幹細胞やがん細胞を対象として、様々な化合物を添加した場合の応答を時系列的なデータとして抽出し、高次元解析によって薬効を早期に検出することを目的としたアッセイ技術としての可能性を検証した。

本研究では、細胞画像情報に基づく品質評価法により、薬剤評価の安定化と迅速かつ効率的な創薬スクリーニング手法を確立させることを目指す。これまでに細胞培養手技の安定化と画像処理技術、さらにはバイオインフォマティクスの導入により、顕微鏡画像から得られる情報、つまり、細胞の形の変化のみから、細胞の活性変化や遺伝子発現量変化を検出できる「細胞画像情報解析」の技術を開発してきた。そこで本研究では、本技術を応用し、創薬基礎開発における有用化合物探索のための細胞試験にて「本手法が薬剤評価に利用できるか」「どのような薬剤評価の検出ができるか」といった2つの観点から、汎用性の検証と検出力の向上を目標としている。前述の課題は、これまでの検証においてもデータの安定化や現象理解のうえで最もクリティカルであり、いかにどの細胞株・細胞種でも本手法が創薬スクリーニングに用いることができると立証するためには、これまでの研究と同様に多くの条件に対する精度評価が重要である。また、形態情報で捉えたい生物学的評価項目が、従来手法であっても感度よく検出できない場合には、手法の検出力の比較が行えない場合があった。このため、本研究では培養実験やマイクロアレイ解析、免疫染色を通じ、明確な「モデルケースデータ」を準備するだけでなく、情報学的にも処理手法そのものの高感度化との両方の検証を試みた。平成26年度は、昨年度までに構築した基盤技術を元に、幹細胞やがん細胞を対象として、様々な化合物を添加した場合の応答を時系列的なデータとして抽出し、高次元解析によって薬効を早期に検出することを目的としたアッセイ技術としての可能性を検証した。