バイオテクノロジー
10x Genomics (TXG): 生物データを新たなレベルへ
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空間生物学が重要な理由
過去10年間で、診断と医療に革命をもたらした精密治療と次世代シーケンシング（NGS）が台頭しました。これらの手法により、医師や研究者は、薬剤のように全身を対象とするアプローチから、特定の細胞種やDNA配列に焦点を当てた個別化された治療・検出法へ移行できるようになりました。
それでも、これは生物学的解析が到達できる深さの最終段階ではありません。特定の臓器や組織（例えば脳や腫瘍）内でも、個々の細胞は互いに非常に異なる挙動を示します。
したがって、NGSシーケンサーのようなツールが何千、何百万もの細胞から同時にデータを集約する一方で、研究者はナノメートルレベルの精度で、単一の細胞で何が起きているかを把握する必要があります。この詳細な解析レベルに到達するために、新しい科学分野が創設されました: 空間生物学です。そして、ある企業がこの分野のリーダーとして浮上しています: 10x Genomics (TXG ) 。
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空間生物学とは何か？
空間生物学が測定するもの（なぜ）
空間生物学では、サンプル中の分子の「混合物」を見るのではなく、特定のRNA配列など、対象となる分子が組織内または単一細胞内のどこに存在するかを2次元または3次元で特定できます。
これにより、研究者は細胞同士の相互作用、防御機構の活性化、ウイルスとの接触に対する細胞の反応などを把握できます。
さらに、この手法ははるかに感度の高いデータを提供する利点があります。数少ない細胞で起こる事象のデータは大規模サンプルに埋もれがちですが、空間生物学のターゲットアプローチは局所的な現象や稀少細胞タイプの重要な役割を明らかにできます。
さらに重要なのは、収集されたデータを組織内の周囲細胞の活動と文脈付けできることです。これは、単一細胞やマイクロディセクションからの解析よりもはるかに情報量が豊富です。
“空間的に分解されたトランスクリプトミクスは、これらの技術が成熟し拡大してきたことを強調し、空間的文脈情報を保持しながら単一細胞の生物学に対する卓越した視点を生物学者に提供します。”
主要な空間オミクスモダリティ
空間生物学は、生きた細胞を理解し、特定のシグナルを解析するために利用できます。この方法で測定できる多様な生物学的活動のうち、主なものは次のとおりです。
- Spatial Genomics: DNAとゲノムの解析。
- Spatial Transcriptomics: mRNAの解析、すなわちゲノムのコードからの実際の活動。
- Spatial Proteomics: 抗体受容体、免疫マーカーなど、発現したタンパク質プロファイルの解析。
- Spatial Metabolomics: ホルモンやがんバイオマーカーなど、特定の生体分子の解析。
10x Genomics: 会社とプラットフォーム
10x Genomicsは、シングルセル解析と空間生物学のパイオニアの一つで、2012年の設立以来この分野の機器を開発してきました。創業者の一人であるSerge Saxonovは、遺伝子検査会社23andMeの創設アーキテクト兼研究開発ディレクターを務めていました。
10x Genomicsは2019年にIPOを実施し、それ以来シングルセルおよび空間生物学の分析ツールを次々にリリースしています。
出典: 10x Genomics
Chromium、Visium HD、そして Xenium
同社はこれまでに7,000台を超える分析装置を販売しており、そのうち1,050台以上は2024年だけで販売されました。
純粋な空間生物学が技術的に会社を前進させている一方で、現在最も多く販売されているのはシングルセル解析 Chromium プラットフォームで、5,800台以上が販売されています。
出典: 10x Genomics
出典: 10x Genomics
10x Genomicsのもう2つの主要プラットフォームは、VisiumとXeniumです。
- Visium はNGS（ゲノミクス）を使用して、組織サンプルの小さな2µm領域ごとに全トランスクリプトームを作成します。
- Xeniumはイメージング（顕微鏡）を使用して、組織サンプル内の各個別細胞に対し、対象遺伝子（最大5,000遺伝子）の発現を測定します。
全体として、Visiumは特定領域の生物学的活動を俯瞰したい研究者に最も有用である一方、Xeniumは個別の事例で重要と分かっている特定の活動について詳細な知見を提供します。
データの蓄積が進み、Xeniumの能力が向上するにつれて、組織サンプル規模での包括的な単一細胞解析がバイオテクノロジー研究の新たな標準になる可能性があります。
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| プラットフォーム | 主要技術 | 測定対象 | 解像度 | 典型的な使用例 |
|---|---|---|---|---|
| Chromium | シングルセル分割 + NGS | 全トランスクリプトーム単一細胞プロファイル（ATAC、V(D)J も含む） | 細胞レベル（空間情報なし） | 細胞タイプの発見、系統解析、免疫レパートリー |
| Visium HD | 空間遺伝子発現（NGS） | 組織スライス全体の全トランスクリプトーム | ~2 µm ピクセル（単一細胞スケール） | 組織構造、微小環境のマッピング |
| Xenium | インシチュイメージング（ターゲット） | ターゲットRNA（最大5,000遺伝子）±タンパク質/細胞 | 細胞内解像度；細胞単位の検出 | 病理学関連研究、バイオマーカー検証 |
10x Genomics の財務状況
これらの事業は2024年に6億1,100万ドルの売上高を生み、そのうち4億9,300万ドルを消耗品が占めました。
売上高に占める消耗品の比率が高いことは、同社のビジネスモデルがNGS企業Illumina (ILMN )と似ていることを示しています。装置の販売後も、稼働に必要な化学薬品、色素、試薬などの消耗品が長期的かつ継続的な売上を生み出します。
買収
同社は2018年に、エピジェネティクスに注力するバイオテクノロジー企業Epinomicsと、空間ゲノミクスに注力するSpatial Transcriptomicsを買収し、技術ポートフォリオを完成させました。
続いて、2020年にCARTANA （細胞内分子検出 – “in-situ”）とReadCoor （サブセルラー・ナノスケール3D解像度）を取得しました。2021年にはTetramer （高解像度組織解析）を、2025年にはScale Biosciences（スケーラブルな単一細胞解析）を買収しました。
これにより、10x Genomicsは単なるイノベーターではなく、これらの新興技術を小規模なイノベーティブチームから集約する企業となります。10x Genomicsはそれらを統合された全体と共通の分析プラットフォーム・ツールに組み込み、研究者は複数の分析タイプに対して単一の装置を使用できるようになります。
これは効率的なR&Dにとって重要です。異なる機械や分析手法間で結果を比較することは困難であり、複数の情報源からの結果の有用性を低下させます。
空間生物学市場の見通し（2025–2030）
空間生物学は極めて詳細な情報を提供するため、ELISA、ウエスタンブロット、PCRといった数十年来の手法から、フローサイトメトリーやバルクシーケンシングのような高度な手法まで、精度や能力で劣る多くの従来型生物学解析ツールと直接競合します。
出典: 10x Genomics
空間オミクスとも呼ばれる空間生物学の市場規模は、2024年に7億1,100万ドルで、年平均成長率16.3％により2030年には17億ドルに達すると予測されています。
Natureが2020年に有望な技術として認定したことが最初の転換点でしたが、売上成長の観点で技術が指数関数的な成長段階に入りつつあるのは、まさに現在です。
現在、市場は主に学術機関や研究所の活動が支配しており、バイオテックや製薬会社は自社の応用R&Dニーズでの採用を始めたばかりです。多くのトップ科学論文が10x Genomicsの機械を使用しており、これは競争が激しい分野で新たな発見を発表するための重要なトレンドです。
出典: 10x Genomics
トップの科学論文が空間生物学を利用して新たな洞察を得るにつれ、研究室でもこの技術の採用が一般的になり、トップジャーナルに掲載され続けるために競争力を保つ必要があります。
しかし、民間セクターの需要が今後の売上の大部分を牽引すると予想されます。技術がより理解され、以前より安価になり、学術的な知識ベースやデータベース、訓練された生物学者が活用できるようになることで、実用的な応用が開発されます。
全体として、10x Genomicsはバイオファーマの収益が総収益の20％から今後数年で50％に成長すると見込んでいます。
空間およびシングルセル生物学における競争
空間生物学
空間生物学市場は、参入企業の地理的な事業範囲と技術的専門性によって大別できます。世界的な事業基盤を持ちながら、狭い技術分野を超えて展開できるのは10x GenomicsとBrukerだけです。
Brukerは2024年に破産したNanoStringの資産を取得しました。それは以前取得したCanopy BiosciencesとAcuity Genomicsと統合し、Bruker Spatial Biologyを形成しました。
NanoStringと10x Genomicsは2023年から複雑な特許侵害訴訟に関与しており、これがNanoStringの2024年の破産に大きく寄与しました。
2025年5月、両社はグローバルなクロスライセンス契約に署名し、訴訟を終了することで合意しました。これは両社の株主にとって全体的に良いニュースであり、法的案件に伴う不確実性が取り除かれます。
“私たちは、これらの製品が発見研究、トランスレーショナル研究、精密医療にもたらすインパクトと価値に集中できることを嬉しく思います。また、これらの法的案件の煩わしさと費用がなくなったことに満足しています。”
シングルセルプラットフォームの競合他社
単一細胞解析市場はもう少し競争が激しく、大手研究機器メーカーの新規参入も見られます。例えば、Qiagenは単一細胞解析企業Parse Biosciencesを2億2,500万ドルとマイルストーン支払いで買収しました。
単一細胞解析が一般化し、新技術がChromiumプラットフォームにおける10x Genomicsの優位性に挑むにつれて、この分野の競争は次第に激しくなる可能性があります。
しかしながら、この市場は35億ドル規模で年平均成長率14.5％で成長しているため、技術要件や研究室に既に導入されている機器ベースに応じて、各社が特定のニッチを築く余地があります。
研究から診断へ: 次のステップ
現在の空間生物学は主に、生体組織の活動をかつてない精度で理解するための研究ツールです。これは、高度なNGS（次世代シーケンシング）装置が1980年代から1990年代にかけて、人間とそれ以外の生物に関する理解を深めるために使われていた状況とよく似ています。
徐々に、これらの装置が安価になり、知識が蓄積されるにつれて、NGSを用いた新たな応用が開発され、すべてのバイオラボの基本装置となりました。
今日、シンプルな遺伝子検査は一般的な診断ツールとなっており、COVIDパンデミック時のPCR検査がその典型例です。
空間生物学でも同様の方向性が予想されます。現在の学術研究利用から、バイオテックや製薬企業による利用が増加し、まずは自社の応用研究で、次に診断へと拡大します：最初はがんなどの重大なケース、次第に日常的な検査へと広がります。
これにより、10x Genomicsのような企業は、技術が成熟し成長し続ける中で大きな拡大余地を得ます。これは、かつてのNGSの先駆者であるIlluminaに似ています。
AIと空間生物学: バイオAIのトレーニングデータ
AI解析は生物学において重要なツールとなりつつあり、バイオテックの進歩に対する主な障壁は膨大な量と複雑さの生物データであることは驚くべきことではありません。
10x Genomicsの装置は、文脈が完全に保持された一貫性のある空間分解データセットを生成するため、バイオテクノロジーAIの学習用データを作る用途に特に適しています。
“彼らはすでに生物学的発見を前進させており、10xのイノベーションエンジンにより、そのインパクトはさらに加速するでしょう。
この統合は、研究コミュニティがAI駆動の医療における画期的な成果を推進するために必要な高品質データを生成するのに役立ちます。
Garry Nolan, PhD, Scale Biosciences共同創業者（2025年に10x Genomicsが買収）
これにより、研究者は今後どのようなデータを生成する必要があるかをより深く理解でき、空間生物学の解析装置に対するさらなる需要につながる可能性があります。
出典: 10x Genomics
AIは、この技術が生み出す膨大なデータを処理できるため、空間生物学をより有用なものにもします。
データ解析は長年にわたり、単一細胞研究と空間生物学研究における最大のボトルネックの一つでした。
Anthropicとの最近の提携では、Claude for Life Sciencesとの統合によってこの問題に対処し、解析をより利用しやすくしています。
研究者はClaudeを使い、既存の計算ワークフローを補完する対話型インターフェースから、一般的な解析作業を実行できるようになりました。
例えば、こうした知見により、科学者は腫瘍の種類をより適切に分類し、治療反応をより正確に予測できるため、最終的に患者の転帰改善につながります。
出典: 10x Genomics
最終的には、十分な量のデータが蓄積されれば、「生物学の聖杯」とも呼ばれるもの、すなわち実際の生細胞を高精度にシミュレーションできるほど現実的なAI搭載の仮想細胞の実現に役立つ可能性があります。
人工知能のほぼすべての応用分野でそうだったように、データ規模の拡大によってはるかに高性能なモデルが生まれると期待できる強い根拠があります。
これらのモデルには、科学、創薬、そして最終的には人間の健康を変革する可能性があります。仮想細胞の研究は、今後数年間の生物学における最も重要な潮流の一つになると考えています。
結論
10x Genomicsは、興味深い技術を持つ革新的なスタートアップの段階から、学術・商業の両方の生物学研究機関にとって重要な産業パートナーへと移行しています。
空間生物学とシングルセル解析によって生み出されるデータ豊富な生細胞・組織の理解は、ますます強力になるAIによって活用されるタイミングで提供されます。
結果として、バイオテックにおける発見速度が加速し、空間生物学機器の有用性がさらに高まり、正のフィードバックループが生まれます。
これは同社が完全に安全な投資であるという意味ではありません。急速に変化する分野で事業を行っているため、競争は依然として激しく、NanoStringは現在Bruker内で復活し、あるいはQiagenのような企業が真剣な競合となり得ます。
しかし現時点では、10x Genomicsの迅速なイノベーションと戦略的買収により、同社はこの分野で支配的な地位を確固たるものにしています。
