安定同位体標識化合物市場 - 世界の業界規模、シェア、傾向、競争、機会、および予測、2018～2028年、化合物別（炭素（13C）、窒素（15N）、重水素、酸素（18O）、その他）、アプリケーション別（診断、創薬、イメージング、滅菌、その他）、物質別（核酸、アミノ酸、薬物/代謝物、脂肪酸/脂質、NMR溶媒など）、適応症別（心臓病、神経学、炎症、代謝性疾患など）、方法別（化学、細胞培養）、エンドユーザー別（製薬およびバイオテクノロジー企業、学術機関など）、地域および競争別

世界の安定同位体標識化合物市場は、2024～2028年の予測期間中に大幅な成長が見込まれています。安定同位体は、汚染源の追跡や気候変動の研究など、環境研究で広く使用されています。環境研究の需要が高まることで、安定同位体標識化合物市場の成長が促進されると予想されています。たとえば、安定同位体標識化合物は、炭素循環や人間の活動が環境に与える影響の研究に使用されます。環境研究の需要が高まり続けるにつれて、安定同位体標識化合物の需要も高まると予想されます。

安定同位体は、原子核内の陽子の数は同じですが、中性子の数が異なります。研究、医学、農業、環境研究など、幅広い科学および産業用途で広く使用されています。安定同位体標識化合物は、1 つ以上の安定同位体 (多くの場合、炭素 13、窒素 15、酸素 18) を化学構造に組み込んだ合成分子です。これらの標識化合物は、代謝経路の調査、タンパク質間相互作用の研究、および世界の安定同位体標識化合物市場を推進する新薬の開発に使用されます。

新薬と治療法の需要の増加

がん、心血管疾患、糖尿病などの慢性疾患の罹患率の上昇により、新薬と治療法の需要は絶えず増加しています。世界保健機関 (WHO) によると、がんは世界中で死亡原因の大きな要因であり、2020 年には約 1,000 万人、つまり死亡者の約 6 人に 1 人ががんで亡くなっています。最も一般的ながんは、肺がん、乳がん、結腸直腸がん、前立腺がんです。 2022年に発表された米国がん協会の報告書のデータによると、2022年には米国で191万人を超える新たながん症例が発生する見込みです。それぞれ395,600件と343,040件の新たな症例が発生し、生殖器系と消化器系の悪性腫瘍ががん症例の大部分を占めると予想されています。2021年8月にPubMedで発表されたデータによると、安定同位体追跡は、栄養補助食品ががん代謝に影響を与え、それを標的とする分子メカニズムを理解するための重要な方法です。

安定同位体標識化合物により、研究者は薬物代謝と潜在的毒性を比類のない精度で研究することができます。標識化合物を薬物候補に組み込むことで、科学者はその分解を追跡し、代謝物を特定することができます。この知識は、薬物相互作用の予測、潜在的な副作用の評価、バイオアベイラビリティの向上と毒性の低減を実現した薬物の設計に不可欠です。

さらに、安定同位体標識化合物は、人体における薬物の吸収、分布、代謝、排泄 (ADME) に関する貴重な知見を提供します。薬物開発中に標識化合物を導入することで、研究者はその運命を追跡し、代謝経路を解明し、薬物クリアランスの効率を評価することができます。この情報は、薬物投与量の最適化、潜在的な副作用の最小化、薬物の全体的な安全性の向上に役立ちます。

安定同位体標識化合物は、炭素 13、窒素 15、酸素 18 などの 1 つ以上の安定同位体を化学構造に組み込んだ合成分子です。

薬物の発見と開発における安定同位体標識化合物の使用には、いくつかの利点があります。まず、安定同位体は非放射性であるため、実験での取り扱いや使用がより安全です。第二に、安定同位体は、標識されていない同位体と化学的に同一であり、生物システム内での挙動も同じであることを意味します。これにより、研究者は薬物が身体に与える影響をより正確に研究することができます。最後に、安定同位体標識は、薬物の体内での運命を追跡する独自の方法を提供します。これは、薬物の薬物動態を理解し、投与量を最適化するために不可欠です。

安定同位体標識化合物は、新薬の薬物動態と毒性を調査するための前臨床研究でも使用されます。これらの研究は、新薬の規制承認を取得するために不可欠です。

プロテオミクスとメタボロミクスへの関心の高まり

プロテオミクスとメタボロミクスは、生命科学において急速に成長している2つの分野であり、生物システムに対する理解に革命をもたらし、さまざまな疾患の新しい治療法を開発する可能性があります。これらの分野では、安定同位体標識化合物の使用に大きく依存しています。安定同位体標識化合物は、炭素 13、窒素 15、酸素 18 などの 1 つ以上の安定同位体を化学構造に組み込んだ合成分子です。プロテオミクスとメタボロミクスへの関心の高まりは、これらの分野でこれらの化合物が重要な役割を果たすため、世界の安定同位体標識化合物市場の成長を促進しています。たとえば、それらは、細胞培養におけるアミノ酸による安定同位体標識 (SILAC) や同位体コード化アフィニティ タグ (ICAT) などの安定同位体標識技術の一部です。安定同位体標識は、タンパク質の機能と制御に不可欠な翻訳後修飾 (PTM) の研究でも重要な役割を果たします。プロテオミクスは、細胞、組織、または生物によって生成されるタンパク質の全体セットであるプロテオームの研究です。プロテオミクス研究では、タンパク質の識別、定量化、および特性評価と、タンパク質と他の分子との相互作用が行われます。プロテオミクス研究は、疾患の根底にある分子メカニズムに関する洞察を提供し、医薬品開発の新たなターゲットを特定することができます。安定同位体標識化合物は、タンパク質のターンオーバー、タンパク質間相互作用、およびタンパク質の局在を研究するためにプロテオミクス研究で使用されます。

メタボロミクスは、細胞、組織、または生物によって生成される小分子の全体セットであるメタボロームの研究です。メタボロミクス研究には、代謝物と他の分子との相互作用の識別、定量、および特性評価が含まれます。安定同位体標識化合物は、代謝フラックス、代謝経路、および代謝調節を研究するためにメタボロミクス研究で使用されます。

安定同位体標識化合物は、多くのプロテオミクスおよびメタボロミクスの用途に不可欠です。たとえば、安定同位体標識アミノ酸は、異なるサンプル間のタンパク質発現レベルを比較するために定量的プロテオミクス実験で使用されます。安定同位体標識脂質および炭水化物は、代謝経路および代謝フラックスを研究するためのメタボロミクス実験で使用されます。安定同位体標識ヌクレオチドは、精度を向上させ、エラーを減らすために核酸配列決定実験で使用されます。

パーソナライズ医療および精密医療への関心の高まりも、安定同位体標識化合物市場の成長を促進しています。パーソナライズ医療および精密医療は、個人の遺伝子構成、ライフスタイル、および環境に合わせた治療法の開発を目指しています。プロテオミクスおよびメタボロミクス研究は、パーソナライズ医療および精密医療の治療法の開発に貴重な情報を提供できます。安定同位体標識化合物は、これらのアプリケーションの多くに不可欠です。

技術の進歩

技術の進歩は多くの産業の成長を促進しており、世界の安定同位体標識化合物市場も例外ではありません。

安定同位体標識化合物市場の成長を促進する重要な技術の進歩の 1 つは、新しい標識技術の開発です。同位体交換や化学合成などの従来の標識技術は時間がかかり、高価で、特殊な装置が必要です。しかし、代謝標識、酵素標識、双直交標識などの新しい標識技術は、より効率的で費用対効果が高く、より幅広い用途に使用できます。

代謝標識は、アミノ酸、ヌクレオチド、糖などの安定同位体標識前駆体を生きた細胞または生物に組み込む技術です。これらの前駆体は、タンパク質、核酸、またはその他の生体分子に組み込まれ、生体内で安定同位体標識化合物を生成できるようになります。代謝標識は、代謝経路、タンパク質のターンオーバー、タンパク質間相互作用を研究するための強力な技術です。

酵素標識は、酵素を使用して安定同位体標識基質を特定の生体分子に選択的に組み込む技術です。たとえば、プロテアーゼ酵素を使用して、安定同位体標識アミノ酸を特定のタンパク質に選択的に組み込むことができ、部位特異的に標識されたタンパク質の生成が可能になります。酵素標識は、タンパク質の機能、タンパク質間相互作用、および翻訳後修飾を研究するための強力な手法です。

バイオルソゴナル標識は、非天然の化学反応を使用して生体分子を選択的に標識する手法です。たとえば、バイオルソゴナル反応を使用して、安定同位体標識糖を特定の糖タンパク質に選択的に組み込むことができ、部位特異的に標識された糖タンパク質の生成が可能になります。バイオルソゴナル標識は、糖タンパク質などの複雑な生体分子の研究や、新しい診断薬や治療薬の開発に強力な手法です。

安定同位体標識化合物市場の成長を牽引するもう 1 つの技術的進歩は、新しい分析手法の開発です。質量分析や核磁気共鳴 (NMR) 分光法などの分析技術は、安定同位体標識化合物およびそれらの他の分子との相互作用を分析するために不可欠です。高解像度質量分析や NMR 分光法などの新しい分析技術の採用により、高品質、高スループット、高解像度の安定同位体標識化合物の製造が可能になっています。

高解像度質量分析は、安定同位体標識化合物の質量電荷比を正確に測定するために使用できる技術であり、これらの化合物の識別と定量化を可能にします。高解像度質量分析は、タンパク質発現、代謝経路、代謝フラックスを研究するための強力な技術です。

核磁気共鳴分光法は、安定同位体標識化合物の 3 次元構造およびそれらの他の分子との相互作用を決定するために使用できる技術です。 NMR 分光法は、タンパク質間相互作用、タンパク質-リガンド相互作用、タンパク質-核酸相互作用を研究するための強力な手法です。

最近の開発

2022 年 10 月、オークリッジ国立研究所 (ORNL) は、医療を含むさまざまな産業で使用される同位体を生産するための新しい施設の建設に貢献すると発表しました。がんの治療、心臓病の治療、宇宙探査に使用される安定同位体は、米国の安定同位体生産研究センターで濃縮されます。

新しい安定同位体標識および非標識の粗脂質酵母エキスは、ケンブリッジ・アイソトープ・ラボラトリーズ社（CIL）とISOtopic Solutionsの協力により、2022年9月に発見されました。

量子アプリケーション向けの最初の商業的に利用可能な12C濃縮メタングレードガスは、大塚グループのメンバーであり、安定同位体および安定同位体標識化学物質の世界有数の生産者であるケンブリッジ・アイソトープ・ラボラトリーズ社（CIL）によって2021年7月にリリースされました。

2020年、ケンブリッジ・アイソトープ・ラボラトリーズ（CIL）は、医薬品開発用の新しい安定同位体標識化合物の発売を発表しました。この範囲には、イブプロフェンやナプロキセンなどの一般的に使用される薬剤の重水素標識類似体が含まれており、薬剤の効能を高め、毒性を軽減するように設計されています。これらの化合物は、さまざまな疾患の新しい治療薬の開発に応用できる可能性があります。

2020年、グラスゴー大学の研究者チームは、主要な代謝経路であるクエン酸回路の分析用に、新しい安定同位体標識化合物を開発しました。

2020年、Isotope Technologies Garching（ITG）は、がんの診断と治療のための新しい放射性医薬品を開発するために、ドイツがん研究センター（DKFZ）との提携を発表しました。

市場セグメンテーション

世界の安定同位体標識化合物市場は、化合物、用途、物質、適応症、方法、エンドユーザー、および企業によってセグメント化されています。化合物に基づいて、市場は炭素（13C）、窒素（15N）、重水素、酸素（18O）、その他に分類できます。アプリケーションに基づいて、市場は診断、創薬、イメージング、滅菌などに分類できます。物質に基づいて、市場は核酸、アミノ酸、薬物/代謝物、脂肪酸/脂質、NMR溶媒などに細分化できます。適応症に基づいて、市場は心臓病、神経学、炎症、代謝性疾患などにさらに細分化できます。方法に基づいて、市場は化学と細胞培養に分けることができます。エンドユーザーに基づいて、市場は製薬およびバイオテクノロジー企業、学術機関などに分類できます。

市場プレーヤー

世界の安定同位体標識化合物市場の主要プレーヤーには、PerkinElmer Inc.、Merck KGaA、3M Company、Cambridge Isotope Laboratories, Inc.、JSC Isotope.、Creative Proteomics.、Medical Isotopes, Inc.、Omicron Biochemicals, Inc.、Trace Sciences International、Nippon Sanso Holdings Corporation などがあります。