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コロナウイルス研究関連サイト

コロナウイルス研究のための実験ツール

バイオマーカー測定 ~ 力価測定 ~ 免疫プロファイリングまで
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新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)が席巻する中、ワクチンと治療薬の開発、診断法の提供、基礎的知見の集積が急を要しています。

株式会社スクラムは創薬研究と医学生物学研究のための優れた研究ツールを提供するソリューションプロバイダーです。
本ページでは、株式会社スクラムが提供する新型コロナウイルス関連の臨床研究、ワクチン開発、創薬研究、基礎研究ツールをご紹介します。

COVID-19関連バイオマーカーを超高感度に測定する

米国Quanterix社のSimoa シリーズは、健常レベル(ベースライン)の血漿/血清サイトカインやケモカイン(IL-6、TNFα、IL-8、IFNα、IL-1βなど)を測定できる強力な超高感度ELISAシステムです。
複数の種類のサイトカインやケモカインをマルチプレックスで同時に測定していただけます。
様々な種類のサイトカイン/ケモカインに対するアッセイキットが揃っています。
また、神経細胞傷害(Neurofilament Light-Chain / GFPなど)や心筋細胞傷害(cTtnlおよびPro-BNP)に対するアッセイキットもございます。神経傷害は脳脊髄液(CSF)ではなく、血液サンプルから測定していただけます。Quanterix社 SimoaTM シリーズは下記のようなご要望にお応えします。

  • COVID-19に伴うサイトカインストームを早期に測定したい。
  • COVID-19に伴う神経傷害を血液サンプルから早期に測定したい。
  • COVID-19に伴う心筋障害を早期に測定したい。

薬剤の臨床試験における薬効評価、重症度診断の研究、神経傷害や心筋障害との関連性の研究、ウイルスを検出するアッセイの開発などにご使用いただけます。

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疾患の進行と重症度の違いにおける
血漿/血清サイトカインレベルの変化の測定
ウイルス感染による中枢神経傷害の発症を
血液サンプルから測定
  • IFNαおよびIFNγレベルの変化による重症化の早期予測
  • 炎症性サイトカイン(GM-CSF, IL-2, IL-6, IL-10, IL-12p70, TNFα)の測定によるサイトカインストームリスクの早期予測
  • 慢性気道炎症バイオマーカー(IL-4, IL-5, IL-13)の測定
  • MMP-9によるウイルス性肺疾患における気道のリモデリング
  • 神経炎症におけるケモカイン(Eoxtaxin, IP-10, MCP-1) の変化
  • 神経変性バイオマーカー(NfL, GFAP, UCH-L1, Tau)を血液から測定
  • 乾燥血液検体からの高感度バイオマーカー測定
SP-X SR-X Simoa HD-X
spx
srx
hdx
測定感度:fMレベル 測定感度:fMレベル 測定感度:fMレベル
10プレックス同時測定 6プレックス同時測定 6プレックス同時測定
半自動測定 半自動測定 全自動測定
96 測定/ラン 96 測定/ラン 288 測定/ラン
Simoa Planar Array Simoa Bead Assay
(デジタルELISA)
Simoa Bead Assay
(デジタルELISA)

Simoa シリーズには3機種がラインナップされています。
どの機種も微量バイオマーカーをフェムトモラーレベルで測定できます。
デジタルELISA技術を用いたSR-XとSimoa HD-Xは、サイトカインに加えて神経傷害マーカー(NfL、GFAPなど)や心筋傷害マーカー(cTnl、NT-proBNP)を測定したい場合に適します。

サイトカインやケモカインをマルチプレックスで高感度測定したい場合にはSP-Xが適します。

装置の詳細については株式会社スクラムまでお問い合わせください。

No more Plaque Assay
COVID-19による細胞変性をハイスループットに測定する

プラークアッセイは、ウイルスやワクチンの力価測定と抗体や血清の中和活性測定の標準的実験法です。
しかしこのプラークアッセイは、快適な実験とは言えないところがあります。

  • 実験の手数が多くて大変
  • 寒天培地の重層を手早く、しかも気泡ができないように行う必要があり気を遣う
  • ハイスループットな実験が困難
  • プラークの目視によるカウントが主観的になる

株式会社スクラムは、プラークアッセイの問題を解決する実験手法(機器)として、ラベルフリー&リアルタイム細胞解析法と、In-Cell Western アッセイの2つをご提案いたします。

  プラークアッセイ リアルタイム細胞解析 In-Cell Western
96ウェル測定 不可
測定の手間 とても煩雑 簡単 わりと簡単
寒天培地の重層 必要 不要 不要
測定の客観性 主観的 客観的なデータ取得 客観的なデータ取得
測定のタイミング エンドポイント測定 リアルタイム測定 エンドポイント測定
カイネティックデータ 取得不可 簡単に取得可能 取得不可
細胞溶解を引き起こさない
ウイルスの測定
不可 困難
ウイルスに対する特異抗体 不要 不要 必要
測定までの培養日数 3-7日 3-7日 1-3日

ラベルフリー&リアルタイム細胞解析法

ラベルフリー&リアルタイム細胞解析法は、ウイルスによる細胞溶解あるいは細胞変性を、培養を続けながらリアルタイムに計測します。
細胞をウェルに撒いてウイルス(+薬剤/ワクチン/抗体/血清)を加えた後は、放置しておくだけで細胞溶解と細胞変性を自動的に計測できます。

測定は専用の96ウェル(あるいは16ウェル)バイオセンサープレートを用いてハイスループットに実施できます。
主観に頼らない客観的なリードアウトにより目視プラークカウントの手間と主観に頼る判断を排除できます。

xCELLigence Webinar
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ステップ1:E-Plateで細胞を培養する
接着系細胞を専用のバイオセンサープレート(E-Plate)に播種します。
E-Plateは、細胞に影響がないレベルの超微弱な電流をかけることにより、
細胞由来の電気抵抗値の測定を可能にします。
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ステップ2:ウイルスを加える
細胞をウイルスに感染させます。このとき、抗ウイルス薬、ワクチン、中和抗体などを一緒に加えることも可能です。
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ステップ3:細胞変性効果をリアルタイムモニタリングする
培養インキュベーターの中で細胞溶解や細胞変性を自動的に計測します。
自動測定なので解析の手間が少ないだけでなく、感染性サンプルを触るリスクを最小限にすることができます。
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xCELLigence システムによるウイルス力価の測定

上図:
ウェストナイルウイルスによるVeroの細胞溶解をリアルタイムモニタリング。縦軸はノーマライズ後の電気抵抗値です。異なるPFUのウイルス溶液をかけて電気抵抗値の変化を長期にわたり追跡しました。水平方向のラインは50%の細胞が死滅したラインです。

下図:
50%の細胞が死滅するまでに要した時間(CIT50)とPFUの間に負の相関が得られました。

参考文献はこちらです。

ウイルスの力価測定

ワクチンの力価評価

抗ウイルス薬の開発

中和活性の測定

測定装置はこちらです。

xCELLigence MP xCELLigence SP xCELLigence DP
xcelligence_mp
xcelligence_sp
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96 well plate x6枚 96 well plate x1枚 16 well plate x3枚

xCELLigenceは、バイオセンサー技術を用いて電気抵抗値をモニタリングすることにより、細胞増殖と細胞死(あるいは細胞形態変化)を非染色でリアルタイムに測定します。
測定はインキュベーターの中で行われ、測定中は手放しでPCにリアルタイムに測定データが記録されます。

装置の詳細については株式会社スクラムまでお問い合わせください。

ハンドブックをダウンロードする メーカーサイトを見る

In-Cell Western アッセイ法

In-Cell Western アッセイでは、ウイルスタンパク質に対する抗体を用いて96ウェルプレートで蛍光免疫染色を行い、ウェルの蛍光強度を測定します。
ウイルスに対する抗体が必要で蛍光免疫染色を行わないと結果を得ることができませんが、リアルタイム細胞解析法と同じく、寒天培地の重層や目視によるプラークカウントの必要がなく、客観的なデータをより簡単に手にできます。

プラークアッセイ法やリアルタイム細胞解析法と異なり、宿主細胞にウイルスが感染する現象を検出しますので、ウイルス(+抗体/血清/薬剤)を添加してから早い段階で測定が可能です。
さらに、細胞溶解を引き起こさないウイルスでも計測していただけます。

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参考文献はこちらです。

測定装置はこちらです。

Odyssey CLxイメージングシステム
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Odyssey CLxイメージングシステムは、励起光源として近赤外蛍光波長のレーザー(685nmおよび785nm)を搭載したイメージングスキャナーです。
プレート由来および細胞由来の自家蛍光を最大限に排除することで高感度なIn-Cell WesternTMアッセイ を行っていいただけます。
また、定量性と再現性を追求する蛍光ウェスタンブロットの世界標準機として、世界中の皆様に使用されています。

メーカーサイトを見る

感染メカニズムや免疫プロファイルの変化をシングルセルレベルでアプローチ

新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)の感染機構と宿主の免疫応答には、いまだ未解明のところが多くあります。
10x Genomicsのシングルセルソリューションは、感染メカニズムの解析(RNA-seq, ATAC-seq)、感染した患者における免疫プロファイルの変化(VDJレパトア)など、マルチオミクスなアプローチで、SARS-CoV-2研究に貢献します。

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コロナウイルス陽性患者の肺の気管支肺胞洗浄液中のシングルセル解析
左:健常者(HC)、患者(mild)、患者(severe)のクラスタ解析
右:各サンプルを構成する細胞種の割合
DOI 10.1101/2020.02.23.20026690

参考文献はこちらです。

装置はこちらです。

Chromium コントローラー
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スループットと多彩なアプリケーションでシングルセル解析を牽引するシングルセル解析プラットフォームです。
最大10,000 細胞 / サンプルを8 サンプル同時に処理し、トランスクリプトーム解析(シングルセルRNA-seq)、V(D)Jレパトア解析、 ATACseq に加えて、核酸標識した抗体を使って発現タンパク質を検出したり、CRISPR による遺伝子編集の影響を解析するアプリケーションもございます。

Chromium コントローラーのコロナウイルス研究ウェビナーを見る  Chromium コントローラーの免疫学アプリケーション情報を見る

COVID-19をPCR法でテストする

昨今の国内における感染者数の増加からPCR法による診断はますます重要性と頻度を増しています。
株式会社スクラムでは、海外におけるCOVID-19診断に頻繁に使用されている核酸自動抽出装置とリアルタイムPCR装置の国内販売とサポートを行っています。

注)どちらの装置も国内では医療機器未登録です。施設内の倫理員会の承認をご確認ください。

核酸自動抽出装置 Nextractor NX-48S

SARS-CoV-2診断で頻繁に使用されている核酸自動抽出装置です。

  • 喀痰/鼻咽頭ぬぐい液からウイルス核酸を約17分で抽出
  • 最大48検体を同時抽出
  • サンプルを専用カートリッジに入れるだけの簡単操作
  • 安全キャビネット内に設置可能

資料:カタログはこちら

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Mic リアルタイムPCR

SARS-CoV-2診断で頻繁に使用されている超小型リアルタイムPCR装置です。

  • 手のひらサイズの超小型&軽量ボディ(15x15x13 cm、2.1 kg)
  • 迅速な測定が可能(例:35サイクル25分)
  • ウェル間温度均一性±0.05℃の超高性能
  • 故障がほとんどない堅牢なデザイン

資料:カタログはこちら
リンク:メーカーサイトを見る

mic

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