オックスフォード創薬研究所がFLIPRシステムを使って
神経変性疾患の治療メカニズムを探索
企業／大学
アルツハイマー研究UKの助成を受けたオックスフォード創薬研究所;オックスフォード大学
チームメンバー
フランツィスカ・グエンター博士、キャサリン・イングランド博士、ジェームズ・テイラー博士、エマ・ミード博士、ポール・ブレナン教授、ジョン・デイビス教授、エマ・J・マーフィー博士
使用製品
FLIPR Tetra ハイスループット細胞スクリーニングシステム
ScreenWorks ソフトウェア
課題
エマ・J・マーフィー博士の研究チームは、神経変性疾患に対する治療法の探求に専念している。そのために、ユビキチン特異性プロテアーゼ30（USP30）に対する阻害剤の効果を研究している。USP30は、神経変性疾患におけるマイトファジー（損傷したミトコンドリアの除去）を促進する治療アプローチとしての可能性を示している。
ハイスループットのカイネティック特性評価を用いてこれらの計算を行うため、研究チームはFLIPR® Tetraインストゥルメンテーションを用いた生化学的アッセイを開発した。研究チームは、FLIPR® Tetraを使用する前に、他社製のマイクロプレートリーダーを用いて、USP30によるUb-Rhoと呼ばれる基質の切断をモニターしていた。蛍光の増加を測定するこの方法は、IC50値（酵素活性を50％低下させる阻害剤の濃度）をハイスループットで決定するのに優れていた。しかし、初期時点へのアクセスやカイネティック測定には限界があった。これは、プレートに基質を加えてからインストゥルメンテーションにセットし、プレートウェルを個別に読み取る必要があったからである。
「384ピペッターヘッドを備えたFLIPR® Tetraでは、酵素や基質を直接加えて反応を開始させることができます。本当にExcitationなのは、反応開始前と開始直後の両方で、384ウェルすべてを同時に読み取れることです。このユニークな機能により、標準的なプレートリーダーでは不可能であった、早い時点をとらえ、ハイスループットでカイネティックデータを作成することができます」
- エマ・J・マーフィー博士
解決策
FLIPR Tetraはもともと細胞内のカルシウムフラックスをモニターするために導入されましたが、酵素カイネティクスの研究にも優れたツールであることが証明されました。カルシウム流動アッセイに加え、現在ではリン酸産生アッセイや前述の蛍光性デユビキチナーゼアッセイなど、様々な生化学的アッセイをFLIPR Tetraを使って行っている。
チームにとってFLIPR Tetraは、ハイスループットの生化学カイネティックアッセイを可能にする貴重なプラットフォームとなっている。このアプローチにより、研究チームは複雑なカイネティック・パラメーターを迅速に決定しながら、強力で信頼性の高いデータを得ることができた。この手法によりスループットが向上したことで、チームはカイネティックデータを創薬の重要な意思決定プロセスのかなり早い段階で取り入れることができるようになった。
「FLIPR® Tetraを使えば、16化合物の正確なカイネティック定数を10分以内に決定することができます。この驚異的なスピードにより、1日に48枚のプレートを使用して750以上の化合物を評価することができます。それに比べ、従来の方法では同じ作業量をこなすのに何週間もかかっていました」
- エマ・J・マーフィー博士
結果
A) 研究チームは、阻害剤濃度が異なる条件下で、蛍光を発するUb-Rho基質が酵素によって切断されるにつれて蛍光が増加する様子をスクリーンショットで撮影した（左）。さらに、プレート全体のスクリーンショットも撮影し、16種類の阻害剤の影響を重複してプレーティングしている（右）。
神経変性疾患の治療メカニズムとしてのUSP30阻害の可能性を十分に理解するためには、関連する細胞モデルや動物モデルにおいて、これらの阻害剤を用いた有効性試験をさらに実施する必要がある。これらの研究により、USP30阻害の望ましいカイネティック・プロファイルと神経変性疾患に対する有効性が明らかになるだろう。
参考文献
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