サブセルレベルでバイアスのない
空間的プロテオミクス解析装置

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サブセルレベルでバイアスのない
空間プロテオミクス解析を

タンパク質は、細胞の表現型や挙動を理解するための最も機能的な分析対象であり、空間的にタンパク質を分析することは、バイオマーカーの発見、薬剤標的分子の発見、細胞間の経路や相互作用の理解において重要な役割を果たします。サブセルレベルで空間的に、且つバイアスなくプロテオミクス解析を行うツールの登場により、病理学と空間プロテオミクスを組み合わせ、発見から臨床応用に至るまでの知見を得ることが可能となります。

Syncell社 Microscoop/mintで新たな発見を

●Microsccop/mintの使用における利点6つ

1. 顕微鏡下で特定の細胞内領域におけるタンパク質組成の解明
2. 疾患由来の特徴的形状／部位における新規タンパク質組成の発見
3. FFPE、新鮮凍結組織、固定細胞培養のバイアスのない高精度プロテオミクスを実現
4. 近接解析、LMD、IMSでの解像度、スループット、スケールの限界を解決
5. 顔や免疫系における微小環境中のプレーヤーを解明
6. ユニークなタンパク質マーカーを特定し、新たな細胞タイプや状態を定義

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コア技術1 サブミクロン空間光学ビオチン化

フォトラベリングは、2光子励起を利用して光触媒との光化学反応を引き起こすことで実現されます。この反応により、ビオチンと光活性化アミノ酸リンカーを含む分子が酸化還元反応を起こし、共有結合を形成します。この過程で、照射された焦点スポット内のアミノ酸がビオチン化され、サブミクロンのラベリング解像度が達成されます。各照射スポットの照射時間は、ミリ秒またはサブミリ秒の範囲内に設定されており、試料全体に対する迅速なビオチン化を可能にします。

コア技術2 関心領域（ROI）の選択とAI画像認識

固定・凍結細胞や組織（FFPE、フレッシュフローズン、PFA/メタノール固定）を、免疫蛍光マーカーなどで染色し、詳細なプロテオミクス解析の対象領域（ROI）を定義します。ROIはサイズや形状などの基準で決められ、Microscoopでイメージング後、手動で識別されます。
AutoscoopソフトウェアがROIを画像マスク（バイナリパラメータ）に変換し、サンプル全体に適用。これにより、次のステップで2光子レーザーが特定の領域を正確にターゲットできます。

既存技術の課題

• 仮説に基づいたアプローチと抗体ターゲットに関する予備知識を必要とし、探索的研究が制限されます。
• 抗体の調製、プーリング、結合には多大な時間とコストを必要とします。
• 同時に扱える、検出できる抗体の数（数十種類程度）には制限があります。
• ソフトウェアや画像解析処理アルゴリズムの制約により、抗体の正確な局在を 完全に抽出できない。

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• 細胞のクローン化や、in vitroやマウスモデルでの培養が必要です。
• 遺伝子が複数の場所にまたがる場合がある（例：細胞質 vs 核など）。
• 多くの手作業を必要とし、多大な時間と労力を要します。
• 非特異的なタンパク質結合が発生する可能性があります。
• ヒトでは実施できません。

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• 最適化後のXY解像度（〜200nm）、Z軸解像度（3〜20µm）では、核小体、ストレス顆粒、一次繊毛などの小さく特異的な構造に不十分です。
• 特にZ軸の解像度が低いため、小さなターゲットに対する非特異性が高くなります。
• スケールやスループットの改善が難しく、最適化しても１時間に100細胞の分離が限界です。

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