概要： in vivo MASH (NASH) model

代謝異常関連脂肪性肝疾患 MASH:Metabolic Dysfunction Associated Steatohepatitis は、肥満、インスリン抵抗性、脂質異常症と密接に関連している最も蔓延している慢性肝疾患のひとつです。 トランスレーショナルリサーチを目的とした代謝性疾患モデルにおける25年の研究に基づき、TNOはヒトのMASLD・MASH、肝線維症の病因、および病理を正確に模する LDLr-/-.Leiden MASH mouse model を開発しました。 当マウスモデルは、人の食事と同様な主要栄養素組成の高脂肪食を使用することにより、 肥満、インスリン抵抗性、脂肪組織の炎症、細菌叢変化による腸における透過性の増加、および線維症を伴う(F3 stageに至る）MASHを発症します。 化学的処置をせずダイエットのみで発症させる極めてトランスレーショナルなMASHモデルです。（脂肪性肝を誘導する意図的コレステロールは無添加） FDA承認医薬品 Rezdiffra (Resmetirom) や Semaglutide (GLP-1)を含む複数の治療法・薬剤による広範なバリデーション実績を有しています。

特徴： Ldlr-/-.Leiden MASH mouse model

●  ヒトMASHを忠実に再現した疾患誘導と臨床表現型
●  重度の肥満（脂肪組織炎症を伴う）
●  インスリン抵抗性
●  脂質異常症（ヒト様リポ蛋白プロファイル)
●  高トリグリセリド血症、高(V)LDL値、 低HDL値
●  ヒトMASHに極めて類似した病理組織所見
●  脂肪変性、炎症性凝集体形成、ブリッジング線維症 （最大F3まで）
●  動脈硬化症の発症
●  トランスレーショナルな基礎経路
●  影響力の大きい262箇所のSNPsが存在。これらのSNPsはヒトの疾患プロセス (ミトコンドリア機能、ビリルビン代謝、解毒、炎症等) に関連
●  トランスクリプトミクス、プロテオミクス、 メタボロミクスで検証済み
●  複数の治療法・薬剤による広範なバリデーション（FDA承認医薬品を含む）
●  代謝過負荷誘発による多臓器合併症
●  新規脂肪酸合成 (de novo lipogenesis: DNL)機能を生体内で正常に維持
●  腸管透過性亢進、腸内細菌叢の乱れ、白色脂肪組織の炎症

「肥満関連の追加エンドポイント」
●   インスリン抵抗性と内臓脂肪組織炎症: インスリン抵抗性と内臓脂肪組織における炎症反応は、メタボリックシンドロームの重要な病態生理学的機序です。
●   腸管透過性: バリア機能破綻は、代謝性疾患との関連が示唆されています。
●   筋萎縮: 骨格筋量減少は、基礎代謝低下やインスリン抵抗性悪化にリンク。
●   動脈硬化: メタボリックシンドロームの代表的な合併症。
●   神経炎症(脳）: 中枢神経系の炎症は、肥満や代謝性疾患との関連が報告されています。

Time lines・Readout Parameters ; Ldlr-/-.Leiden MASH mouse model

バリデーション・論文情報　　Ldlr-/-.Leiden MASH mouse model (more data available on request)

● Recent paper in the FASEB Journal (Jun, 2025); Fibrogenic Gene Signature as Early Prediction for the Efficacy of Pharmacological Interventions for MASH-Associated Fibrosis.

● Recent paper in Heliyon (Mar, 2023); Translational characterization of the temporal dynamics of metabolic dysfunctions in liver, adipose tissue and the gut during diet-induced NASH development in Ldlr-/-.Leiden mice.

● Recent paper in the FASEB Journal. (Oct, 2024); Therapeutic effects of FGF21 mimetic bFKB1 on MASH and atherosclerosis in Ldlr-/-.Leiden mice.

● Recent paper in Nature comm (May, 2024); Development of a novel non-invasive biomarker panel for hepatic fibrosis in MASLD.

●  その他、MASH関連の論文情報(pdf)

AI駆動型 前臨床MASH研究： Liver AI

TNOのAI病理診断技術は、肝臓組織サンプルを、客観的かつ再現性のあるMASH（代謝機能障害関連脂肪性肝炎）および線維化の評価データへと変換します。 病理医と同様の基準で脂肪沈着、炎症、線維化をスコアリングしつつ、組織全体を対象として、かつ極めて短時間で解析を行うことが可能です。


AIを活用し、肝臓の組織学的解析をより迅速かつ高精度に
肝臓組織のホールスライド画像を解析し、病理医の判断プロセスを再現します。これにより判定者間や判定者内のばらつきを排除した標準的かつ再現性の高い定量化が可能となり、数百枚規模のスライドにも対応できます。 本システムは、手作業による評価では一貫したスコアリングが困難な大規模コホートを対象とした非臨床試験での利用を想定して開発されています。

AIによって定量化された、MASHの3つの主要マーカー
(Three key MASH markers, Quantified by AI)

炎症(Inflammation)
AIは病理医と同様に炎症細胞の集積を検出・計数し、組織全体（100%）を対象に推定した1mm2あたりの密度を報告します（病理医による評価は通常、組織の約30%のサンプリングに基づきます）。個々の細胞を検出するため、集積あたりの細胞数や総細胞数といった統計データも算出・報告しますが、これらは大規模なデータセットにおいて手作業で収集することが困難な指標です。

線維化 (Fibrosis)
抽象的なピクセル単位のスコアではなく、病理医と同様の手法で線維化の影響を受けている組織の割合を推定します。AIによるスコアは、各研究グループにおける専門医の評価と高い相関を示します。

脂肪変性 (Steatosis)
大滴性および小滴性の脂肪変性を、影響を受けた組織の推定値として定量化し、病理医による読影結果を自動かつ再現性のある方法で再現します。今後、さらなる指標の追加も計画されています。


ケーススタディ：肝線維化 (Case study Liver Fibrosis)
AIによる線維化スコアと病理医の評価の整合性
AIによる線維化の解析結果が、治療の初期効果を捉えられるかどうかを検証しました。高脂肪食（HFD）を28週間摂取させたマウスに対し、その後もHFDを継続する群、通常の飼料（Lean chow）に切り替える群、あるいは直接的な抗線維化作用を持つFGF21長時間作用型アナログを4週間または8週間投与する群に分け、治療開始時点の群を対照として比較を行いました。 病理医による評価とAIによる解析のいずれにおいても、HFDは線維化を増大させる一方、飼料の切り替えやFGF21の投与はその進行を抑制することが示されました。すべての群において、AIのスコアは病理医の評価と高い相関を示しました。

Latest News; the paper in Diabetes and Metabolism Journal, July 2026

セマグルチドなどのGLP-1受容体作動薬は、大幅な体重減少と代謝機能の改善をもたらすことで、肥満治療を一変させました。 しかし、その体重減少には除脂肪体重の減少も含まれるため、長期的な筋肉の健康に対する懸念が生じています。 今回発表した研究において、セマグルチドと運動を組み合わせることで、除脂肪体重の減少が抑制され筋肉機能が改善するだけでなく、セマグルチド単独の場合と比較して、インスリン感受性、肝臓の健康状態、および心血管系への転帰がさらに向上することを明らかにしました。 肥満、代謝機能障害関連脂肪肝炎（MASH）、および動脈硬化症を模倣するトランスレーショナルなLdlr-/-.Leidenマウスモデルを用いた解析の結果、この併用療法は、いずれか一方の介入だけでは活性化されない、複数の臓器にわたる特異的な分子経路を活性化することが判明しました。Link to the paper

Liver-on-a-Chip ・ Cell model for liver fibrosis

脂肪性肝炎、肝線維化を呈する Liver-on-a-Chip を開発しました。 オレイン酸とパルミチン酸を添加し、その後フルクトースを添加することにより、脂肪症と脂肪性肝炎が誘発されます。 更にLPSを添加すると線維化が誘導されます。 当3D 肝臓スフェロイド モデルは、ヒト肝細胞、星細胞、およびクッパー細胞を使用します。 当モデルは、ピオグリタゾンやフェノフィブラート等の参照化合物に感度よく反応します。

特徴・取り組み
●  病態生理学的にSteatosis、早期線維化症に似た状態を再現するダイエット誘発性MASLD・MASH 3D in vitroモデル
●  初代ヒト細胞（Hepatocyte, Hepatic Stellate cell, Kupffer cells)から形成される肝スフェロイドは少なくとも21日間細胞機能の維持が可能

  技術資料ダウンロード:
●   Development of a disease-mimicking model for NASH and fibrosis in a triple cell-type, spheroid-based liver-on-chip platform with microfluidics.(Poster)
● Recent paper in Biomedicine (Jun, 2025); Improved Translational Relevance of In Vitro Fibrosis Models by Integrating IOX2-Mediated Hypoxia-Mimicking Pathways

Flux Analysis using 14C and AMS ; De Novo Lipogenesis, Muscle Protein Turnover, etc

代謝フラックス測定は、(病態)生理学、疾患メカニズム、そして新規治療薬開発の理解を深める上で重要な役割を果たします。 特定の分子 (トレーサー) に安定同位体もしくは放射性同位体を組み込むことで、その同位体の分布や運命を追跡することが可能になり、生体分子の移動や代謝変換に関する知見が得られます。 このような解析で頻繁に使用される同位体の一つが 13C であり、アイソトープ比質量分析計 (アイソトープレシオ質量分析計) によって分析されます。しかし、13C は天然存在量が比較的多く (約 1%)、特に臨床研究においては多量の標識基質が必要になります。 代わりの同位体として、天然存在量が極めて少ない 14C (約1 兆分の 1)が挙げられます。これを超高感度加速器質量分析計 (AMS) による分析と組み合わせることで、極めて微量 (微量痕跡) の標識基質投与量でも、14C 標識生成物/バイオマーカーの極めて微量な検出が可能となります。

測定項目・取り組み
●  De Novo Lipogenesis (DNL)
●  HDL funcitionality / Reverse Cholesterol Transport
●  Muscle Protein Synthesis & Breakdown (combined 14C and D2O analysis)
●  Glucose Metabolism (DNL, conversion to fluctose)

  技術資料ダウンロード:
●   Flux Analysis using 14C and AMS

Biomarkers for MASLD・MASH

世界中でMAFLD関連の肝線維症の発症率が急速に上昇しています。線維症は死亡率の主要な決定因子であるため、重要な臨床的指標となります。生検による線維症の検出が依然としてゴールデンスタンダードですが、侵襲的な処置であり、合併症、サンプリングエラー、リーディングエラーのリスクを伴います。 線維症は進行性のプロセスであり、現時点では、特に線維症の早期発症と進行を検出できるバイオマーカーなど、バリデートされた診断/予後法は存在しません。 TNOではMASLD関連線維症の進行を予測し、線維化活性リスクが高い人を早期に特定するための、メカニズムに基づいたバイオマーカーパネル開発に取り組んできており、既にいくつかのバイオマーカーセットを特定しています。

● Hepatic molecular signature in a translational NASH model as an early screening tool for novel NASH therapeutics.(Poster)
● Early prediction of progressive fibrogenesis in NAFLD-NASH patients using blood-based biomarkers.(Poster)

2025.8.20 | International Journal of Molecular Science誌に、肥満者と正常体重者における代謝と炎症のバイオマーカー：性差を考慮した比較分析に関する研究論文を発表しました。 肥満や代謝性疾患における血液バイオマーカーの役割は重要ですが、適切なバイオマーカーの選定と分析には課題が多く、特に性差に関する知見は不足しています。本研究では、健常な正常体重者と肥満者の血液サンプルを対象に、ELISAや電気化学発光法を用いて90種類以上のバイオマーカーを分析しました。 その結果、アディポカインやサイトカインなど、慢性炎症や代謝異常に関連する多くのバイオマーカーが肥満者で高値を示すことが明らかになりました。また、正常体重者と肥満者の両グループ内で、バイオマーカーレベルに性差が存在する可能性も示唆されました。 この包括的なデータセットは、研究者が自身の研究におけるバイオマーカーや分析アッセイの選択に役立つだけでなく、研究で性差を考慮することの重要性を強調するものです。
  □   Biomarkers of Metabolism and Inflammation in Individuals with Obesity and Normal Weight: A Comparative Analysis Exploring Sex Differences