ENZ社 SCREEN-WELL® Compound Library（化合物ライブラリ）

ヒト iPS 細胞由来肝細胞が初代細胞の代替として作成されて以来、肝臓のような表現型、無制限の有効性、そして副作用が起こりやすい／起こりにくいといった個人に由来する細胞の確立が見込まれています。それに伴い、薬剤開発でのスクリーニングツールとして iPS 細胞由来肝細胞の使用に大きな関心が寄せられています。複数のドナーからのこういった細胞の無制限供給には共通のボトルネック（例えば、細胞の有効性）があり、対応が進んでいますが、iPS 細胞由来肝細胞がハイスループット、ハイコンテントスクリーニング解析に適しているということはまだ示されていません。
このプロジェクトで、私たちは iPS 由来肝細胞を使った一般的な肝毒性／機能特異的肝毒性を評価するための自動化スクリーニングを試験しました。マルチパラメトリック自動化画像解析がアッセイ感度を上昇させることと同時に、予測される毒性機能について重要な情報を提供することを見つけました。厳密には、240種類の化合物を持つライブラリで試験した結果、アッセイ感度 60%、特異性 91%、予測性 75% といった結果を入手しました。これは細胞生存性エンドポイントの評価よりも優れていました。
私たちは iPS 細胞由来肝細胞の使用がハイスループット、ハイコンテント自動化スクリーニングアッセイに適しており、薬剤や化学薬品の安全性評価を促進することができると結論付けています。

薬剤による肝障害誘導の可能性を持つ化合物を予測するためには、正しい薬剤スクリーニングモデルが重要になります。三次元（3D）モデルは、組織の形態維持、機能特性といった観点から従来の二次元単層細胞培養よりも著しく改善されており、in vitro の薬剤毒性に対する優れた表現形を提供します。
私たちは、潜在的な肝毒性を検出するための3D薬剤スクリーニングに、初代ヒト肝細胞の代わりに Corning® HepatoCells（不死化細胞）と Corning スフェロイドマイクロプレートを組み合わせて使用しました。Corning® HepatoCells を使って形成された肝細胞球を別の不死化肝細胞を使って形成されたスフェロイドと比較しました。非毒性コントロールを含む、構造的、機能的に異なる 238 種の化合物からなる Enzo Life Sciences社の SCREEN-WELL® 肝毒性ライブラリへの暴露後、肝細胞球の肝毒性を細胞生存、尿素、アルブミンを指標にして評価しました。3Dスクリーンでヒットしたものは著しく肝細胞球の生存を低下させ、有効性アッセイは容量依存的に評価されました。
これらの結果より、Corining® HepatoCells および Corining スフェロイドマイクロプレートは、信頼性、再現性がある 3D 肝毒性スクリーニングに利用できる強力なツールであることを示しています。

Wntシグナル伝達は、神経系の発達と可塑性、骨の発達と形成などの様々な生理的プロセスに加え、がんや神経変性疾患のような病理学的疾患のエフェクターとして広く研究されてきました。近年、オートファジーが、主要なシグナルタンパク質であるDishevelledの標的分解を介して、Wntシグナル伝達経路をダウンレギュレートすることが示されました。Wnt経路とオートファジーの両方が、腫瘍学および神経変性疾患と関連があることを考えると、これら2つの経路間の相互作用を理解することは、生物医学的に非常に重要です。
このため、オートファジー誘導または阻害活性が明らかになっている96種類の化合物からなるオートファジー経路ライブラリを、両経路に関連する一連の細胞ベースアッセイを用いて評価しました。具体的には、Wnt/β-カテニンシグナル伝達の転写ベースのルシフェラーゼレポーターを利用したハイスループット哺乳類細胞ベースアッセイに加え、オートファジーおよび細胞内タンパク質凝集体の蓄積を検出する蛍光ベースアッセイが用いられました。これらのアッセイ群は、古典的Wnt経路とオートファジー・リソソーム経路間の制御的なクロストークについての知見を提供します。