革新的な突破、穏健な表現――CellXpress.ai助力類器官の高品質培養と広範な検証を実現する

私たちについて

Meigu Molecular Instrument (Shanghai) Co., Ltd

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上海市長寧区福泉北路518号1基5階

日付：2025-09-15読み：0

生物医薬分野では、疾病モデリング、薬物スクリーニング、再生医学の重要なツールとして、実験室から産業化応用への重要な段階を迎えている。

FDAの種類器官モデルの薬物スクリーニングと毒性試験への応用の認可度が高まるにつれて、標準化、規模化培養はすでに業界の切実な需要となっている。美谷分子は技術の最前線に密着し、体外モデル、特に類器官の効率的な培養と品質制御のためのCellXpress.aiソリューションを発売した、機械学習を利用して、液交換、舗装、継代、類器官成長品質制御、終点検出と複雑な画像分析を自主管理し、類器官全体の長期、複雑な培養プロセスの自動化を実現する。ユーザーの実装を支援する：

培養効率の改善

7×24時間の全自動運転をサポートし、効率を25倍に向上させる
統一的なソフトウェアプラットフォームを採用し、操作が簡便で、自動化設備のデバッグと専門のプログラム人員への依存を減らす

標準化と反復性の向上

全プロセス自動化操作により、人為的誤差を効果的に回避
検証済みの実験方案は腸、前脳、中脳、心臓、肝臓などの様々な種類の器官タイプに適用される
深学習人工知能ソフトウェアを搭載し、育成過程の品質自動制御と知能意思決定を実現する

産業化実績：成功事例の共有

プラットフォームが発売されて以来、CellXpress.aiは豊富な成功事例を蓄積してきた。以下はいくつかの代表的なケースの共有です。

旧世代組織由来の臓器

人工知能に基づく健康ヒト腸管系器官化合物毒性スクリーニング。抗がん剤による腸管細胞へのダメージは化学療法で最も一般的で、用量を制限する副作用の一つであり、治療効果を制約することが多い。本研究では、ヒト腸管系器官に基づく化合物腸管毒性自動化評価プラットフォームの構築に成功した。このプラットフォームはCellXpress.aiと高内包ImageXpress HCS.aiを採用し、ヒト腸管系器官の培養、化合物の添加及び染色プロセスの全自動化を実現した。化合物試験では、腸毒性を有することが知られている8種類の薬物にクラス器官を曝露して評価した。

ヒト腸管系器官（HIOs）薬物スクリーニングの全自動ワークフロー：CellXpress.aiシステムを用いて96ウェルU基板にクラス器官を接種し、24時間ごとに透過光イメージングにより監視し、2日目に抗がん化合物を添加して処理する。接種後5日目にImageXpress HCS.aiシステムを用いた生細胞イメージング（終点分析IN Cartaソフトウェアによる人工知能駆動の表現型分析）

CellXpress.aiモニタリング例：96ウェルU型基板で培養したヒト腸管系器官を示し、明場顕微鏡（TL）によるイメージング

ImageXpress HCS.ai高内包システムを用いた化合物処理72時間後の類器官表現型応答の検出

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iPSC誘導型臓器

その出所が豊富で、個性的な製造と倫理的な優位性があるため、産業の焦点となっている。CellXpress.aiシステムは、iPSC誘導クラス器官の大規模な培養と機能検出に使用できることを検証することに成功した。本研究は重点的にiPSC源性3 D神経系器官の自発カルシウム発振活動に対して機能特徴付け及び神経活性化合物に対して評価を行った。

実験フローの概略図。（1−4）類器官の製造と分化：STEMCELL Technologiesシリーズ製品（接種液、形成培地、増幅培地と分化培地）を用いて、ヒト多能性幹細胞の指向分化から類器官を獲得する、（5）類器官維持培養（6）検出とイメージング分析：Molecular Devices FLIPR Penta高フラックス検出システム及びImageXpress Micro共焦点システムを用いて完成

ヒト背側前脳と中脳系器官の製造プロセス

CellXpress.ai invitroモデル自動化工場の概略図。96ウェルプレートで培養された神経系器官の顕微鏡像

背側前脳系器官の基線カルシウム振動と薬物応答特徴の分析。FLIPR Pentaシステムの動力学カルシウムイメージング技術によりCa 2＋波動信号を記録し、Peak Pro 2ソフトウェアを用いて分析した。結果：（左図）化合物が添加されていない場合、類器官は安定した基礎電気生理活動を示し、（右図）指定化合物（図は0.4μM濃度、計4用量勾配を試験）を添加すると、カルシウム発振モードに特異的な変化が発生した

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多細胞共培養細胞球

ヒト源iPSC由来の3 D三細胞共培養心臓細胞球の自動培養及び機能解析。ヒト誘導多能性幹細胞（iPSC）由来細胞タイプを用いた人体組織モデルの構築は、薬物開発と安全性/毒性評価を加速させることが期待される新しい戦略である。iPSC由来心筋細胞（CM）、iPSC由来内皮細胞（EC）とiPSC由来心臓線維芽細胞（CF）を共に心臓細胞球モデルに培養することにより、CellXpress.aiを用いて細胞球の形成と維持の全プロセス自動化を完成し、化合物効果評価と心汚れ毒性の早期検出に顕著な応用潜在力を示した。

CellXpress.aiシステムの実行例。（A）384ウェルプレートにおける培地交換操作を示すシステム。（B）iPSC由来の3 D三細胞共培養心臓球の96ウェルプレート中の明場画像。（C）カスタムモジュールエディタ（CME）による3 D培養過程における自動分割と量子化分析の実現

（A）Calcium 6染料で染色したFLIPR検出用心臓微細組織をCellXpress.aiシステムを用いて画像化する。（B）細胞活性染料（Hoechst（青）、Calcein AM（緑）、EtHD（赤）を含む）で染色した細胞最適焦点距離投影画像（10倍）を示す。細胞を心臓毒性化合物で処理し、100μMポリオキシ比星及び10μM星胞菌素を含む。画像解析は異なる蛍光基の細胞球面積と平均強度を評価した。細胞活性は、生細胞/死細胞の平均蛍光強度の標準化比により示すことができる

3 D細胞球を用いてカルシウム検出を行った。3 D心臓細胞球を各種化合物で処理した後に測定したカルシウム振動（濃度単位μM）。FLIPR Pentaシステムを用いて動力学カルシウムイメージングによりCa 2＋波形を記録し、Peak Pro 2ソフトウェアを用いて分析した。指定化合物を添加すると、代表的な軌跡はその発生する波形パターンが対照信号と大きく異なることを示した。異なる化合物と濃度に対して、ピーク周波数、振幅、ピーク延長及びその他の測定値を評価した

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おわりに

類器産業化の道では、概念を追うよりも検証されたソリューションを選択することが重要である。CellXpress.aiは1年以上の時間と数十社のユーザーの実践成果を用いて、AIがサポートするクラス器官自動化育成技術の真の着地応用の実行可能性を証明した。

私たちは実測の機会を提供して、プラットフォームの体験を予約することを歓迎します！

すばらしさはしばらく休んで、まだ続きを待っています。次号の内容は準備中で、引き続き注目を集めてください。

関連製品リンク：

CellXpress.ai invitroモデルインテリジェント化工場

美谷分子計器について

Molecular Devicesは1980年代に米国シリコンバレーで創業し、世界に複数の代表処と子会社を設立した。2005年、Molecular Devicesは上海に中国代表処を設立し、2010年に世界の科学と技術の革新者である丹納赫グループに加入し、2011年に正式にビジネス会社：美谷分子計器（上海）有限公司を設立した。Molecular Devicesは持続的な革新、迅速で効率的、高性能な製品と完全なアフターサービスで知られており、私たちはお客様に生命科学研究、製薬及び生物治療開発などの分野でタンパク質と細胞生物学の革新的な生物分析ソリューションを提供することに力を入れてきました。

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