SDiの空間生物学市場の分析 (2023年)：市場機会の分析

空間生物学市場の分析と展望

空間生物学 (Spatial Biology) という用語は、科学者が3D環境の中で細胞情報を収集する一連の技術を指します。伝統的に、研究は単離された細胞や組織に焦点を当て、その分子組成を調べてきました。しかしこのアプローチでは往々にして、対象となる細胞や組織の空間的なコンテキストが欠落しています。例えば、バルクRNAシーケンスでは細胞の不均一性が失われ、単一細胞RNAシーケンスでは組織の周囲に関する最小限の情報しか得られないため、細胞環境の全体像を把握することは困難でした。しかし、先進的な空間生物学の発展により、科学者たちは、対象組織内の異なる細胞集団を同定し、場所を突き止めることで、パズルの欠けている部分を埋めることに近づいています。空間的コンテクストが手に入れば、様々な生理学的・病理学的プロセスに関して、より詳細な結論を導き出すことができます。

組織内の空間情報を保存するためには、RNAをその環境を保護しながら単離する必要があります。多くの場合、オリゴヌクレオチドのようなバーコードを用いて、組織内のRNAを個別に標識し、周囲の環境を保存します。そうすれば、研究者は細胞間相互作用や組織組成、細胞内不均一性を調べることができます。しかし、分解能と特異性の限界が依然として課題であり、現在の分解能の限界と適用性を拡大するために、様々な方法が常に改良・開発されています。ワークフローの面では、ベンダーは現在の方法を改善し、特定の部分を自動化しようとしています。

空間オミクス用装置は、配列決定が行われる前に転写産物に位置情報をエンコードする次世代配列決定ベースと、in situ配列決定 (ISS) または蛍光in situハイブリダイゼーション (FISH) のいずれかを採用するイメージングベースに大別できます。しかし、技術が進化するにつれて、どの技術も一概には言えず、空間オミクス装置には両方のカテゴリーの要素が組み込まれていることが多くなっています。

イメーイングに基づく方法では、一般的に顕微鏡が使われています。NanostringのGeoMXや10x Genomics Visiumのような新しい装置は、組織中のタンパク質やmRNAの高プレックス (10s-10,000s) デジタル定量を可能にする空間プロファイラーです。

空間研究の代替技術として、MALDI-TOF質量分析があります。質量分析を利用することで、研究者はATPや脂質のような代謝産物の形成など、タンパク質の代謝機能を理解することができます。IHCやFISHとは異なり、空間MSはラベルフリーです。MALDIやDESIと組み合わせることで、数百から数千の分子を直接かつ同時にイメージングすることができます。最後に、シークエンシングに基づく方法は、NGSとRNAを用いて行われ、空間情報が取り込まれ、その後シークエンシングされます。

どのような手法であれ、空間生物学装置のイノベーションは加速しており、各社は科学者の研究強化と新規治療法の開発を可能にする画期的な技術への需要に応えようとしています。

当レポートでは、北米・欧州の製薬/バイオテクノロジー/CRO、臨床、公的セクターの空間生物学の専門家を対象とした調査から得られた、エンドユーザーの視点を掲載しています。また、ワークフローで使用されている空間生物学の技術・装置・消耗品の現在/将来の使用方法や、実行可能な改善点について検討しております。更に、空間生物学の利用目的や、様々な技術や装置の使用頻度、特定の技術や装置の使用頻度、現在購入しているベンダー、今後の購入計画、予算予測といった情報を取りまとめてお届けいたします。

当レポートでは、業界に影響を与える力学や多数の市場動向を観察し、空間オミクス用イメージング装置の売上成長への影響を分析しています。SDiは分析装置に関する市場調査のリーディングプロバイダーとして、この重要な市場を現在動かしているものを評価し、説明するために当レポートを作成しました。当レポートの分析装置市場には、空間生物学技術に利用される染色装置、消耗品、空間オミクス用イメージング装置、顕微鏡、NMR、IR装置などが含まれます。これらの装置は、市場全体を構築する5つの異なる技術に分類されます。

分析概要

• 当レポートでは、市場需要を技術別・地域別・分野別・機能別に区分し、今度の市場動向の予測 (2027年まで) を掲載しております。市場推定は2022年を基本年としており、以下の技術について推定しています：
  • 顕微鏡
  • その他のイメージング装置
  • 空間オミクス用イメージング装置
  • MALDI-TOF
  • サンプル調製
• 最新の市場動向と地域別の詳細動向： 米国・カナダ、欧州、中国、日本、インド・その他アジア太平洋、ラテンアメリカ、他の国々 (RoW)。
• 市場参入サプライヤーのベンダーシェア：技術カテゴリー別。市場全体の上位ベンダー (一部) は次の通りです (ABC順)。

目次

イントロダクション

技術概要

• 一般的な空間生物学のワークフロー
• 活用領域
• サンプル調製
• 顕微鏡検査
• イメージング質量分析
• 専用の空間イメージャー装置

過去の概要

• 空間生物学の出来事
• 最近の市場動向

市場の需要

• 空間生物学全般
• 顕微鏡検査
• その他の画像処理システム
• 空間オミクス用イメージング装置
• MALDI-TOF
• サンプル調製

エンドユーザーの視点

• 調査対象の人口構造
• 基本パラメーター
• 免疫組織化学 (IHC) の活用方法
• In-Situハイブリダイゼーション (ISH) の使用法
• In-Situシーケンス (ISS) の使用法
• MALDI-TOFの使用法
• 顕微鏡の使用法
• 空間オミクス用イメージング装置の使用法
• 分析ツールの使用法
• 予算、支出、動向

付録

• エンドユーザー向けアンケート
• 最近分析と今後の刊行予定

SPATIAL BIOLOGY MARKET ANALYSIS AND PERSPECTIVE

The term Spatial Biology is used to describe a series of techniques with which scientists collect cellular information in the context of their 3D environment. Traditionally, studies have focused on isolated cells or tissues and looking at their molecular composition. However, these approaches often lacked the spatial context of the cells or tissues of interest. For instance, in bulk RNA sequencing, cellular heterogeneity is lost, while single-cell RNA sequencing generates minimal information regarding the tissues' surroundings; therefore developing a whole picture of a cell's environment proved difficult. However, with developments in advanced spatial biology, scientists are closer to filling the missing piece of the puzzle by identifying and localizing different cell populations within a tissue of interest. With the spatial context in hand, more in-depth conclusions can be drawn regarding various physiological and pathological processes.

For spatial information to be preserved in tissue, the RNA needs to be isolated while protecting its environment. Often, barcodes such as oligonucleotides are used to individually label the RNA in the tissue and hence preserve the surrounding environment. Researchers can then look at the cell-to-cell interactions, tissue composition and intracellular heterogeneity. However, limitations to resolution and specificity are still an issue, with various methods constantly being improved or developed to expand current resolution limits and applicability. In terms of workflow, vendors are looking to improve current methods and automate certain parts.

Spatial omics instruments can be broadly classified as next generation sequencing-based, which encode positional information onto transcripts before sequencing takes place, or imaging- based, which employ either in situ sequencing (ISS) or fluorescence in situ hybridization (FISH). However, as technology evolves, no one technique is clear-cut, and often spatial omics instruments incorporate elements of both categories.

Imaging-based methods are typically carried out using a microscope. Newer instrumentation such as Nanostring's GeoMX and 10x Genomics Visium are spatial profilers enabling high plex (10s-10,000s) digital quantitation of proteins and mRNA in tissues

An alternative technology in spatial studies is MALDI-TOF Mass Spectrometry. Utilizing mass spectrometry allows researchers to understand the metabolic functions of proteins, such as the formation of metabolites like ATP and lipids. Unlike IHC or FISH, spatial MS is label-free. Emerging methods using metal-isotope tagged tissue are also entering the market that, when coupled with MALDI or DESI, enable the direct and simultaneous imaging of hundreds to thousands of molecules. Lastly, sequencing-based methods are performed using NGS and RNA with spatial information captured and subsequently sequenced.

Regardless of the technique, innovation in spatial biology instrumentation is accelerating and companies are looking to meet the demand for breakthrough technologies to enable scientists to enhance research and develop novel therapies.

This report includes End User Perspectives derived from a survey of spatial biology experts from North America and Europe in the pharma/biotech/CRO, clinical, and public sectors. They offer insights into the current and future use of spatial biology techniques, instruments and consumables used in workflows, as well as improvements that can be made. End users share their applications utilizing spatial biology, how often they use various techniques and instruments, how often they use a particular technique or instrument, which vendors they currently purchase from, future purchase plans, and budget projections.

SDi's “2023 Spatial Biology Market” report observes the dynamics and numerous market trends influencing the industry and analyzes their effect on sales growth for spatial-omics imaging instrumentation. As the leading provider of market research on analytical instrumentation, SDi has crafted this report to evaluate and explain what is currently driving this important market. The analytical instrument market in this report includes staining equipment, consumables, spatial-omics imaging instruments, microscopes, NMR, and IR instruments utilized in spatial biology techniques. These instruments are categorized into five different technologies which build the overall market.

Report Overview:

• Market demand segmented by technique, region, sector, and function, along with yearly market forecasts through 2027. The market estimates include 2022 as the base year and estimates are provided for the following techniques:
  • Microscopy
  • Other Imaging Systems
  • Spatial Omics Imaging Instruments
  • MALDI-TOF
  • Sample Preparation

• Recent developments and regional trends for the Unites States & Canada, Europe, China, Japan, India & Other Asia-Pacific, Latin America & the Rest of the World.

• Vendor share of participating suppliers in each technology category. Some of the top vendors in the overall market are presented below, in alphabetical order:

Table of Contents

Introduction

• About This Report
• Report Segmentations

Technology Overview

• General Spatial Biology Workflow
• Applications
• Sample Preparation
• Microscopy
• Imaging Mass Spectrometry
• Dedicated Spatial Imagers

Historical Overview

• Spatial Biology Events
• Recent Market Developments

Market Demand

• Spatial Biology Overall
• Microscopy
• Other Imaging Systems
• Spatial Omics Imaging Instruments
• MALDI-TOF
• Sample Preparation

End-User Perspectives

• Survey Demographics
• Basic Parameters
• Immunohistochemistry (IHC) Usage
• In-Situ Hybridization (ISH) Usage
• In-Situ Sequencing (ISS) Usage
• MALDI-TOF Usage
• Microscopy Usage
• Spatial Omics Imaging Instruments Usage
• Analysis Tools Usage
• Budget, Spending, and Trends

Appendix

• End-User Questionnaire
• Recent & Upcoming Reports