BioPhenoMA、エクソソーム中PD-L1およびPD-1の超高感度測定技術を確立

- がん免疫・免疫調節研究の新たな解析基盤へ -



株式会社BioPhenoMA（本社：東京都新宿区、代表取締役：丹羽大介）は、独自開発した超高感度タンパク質検出技術「TN-cyclon(TM)」を用いて、免疫チェックポイント分子であるPD-L1およびPD-1を、細胞外小胞（エクソソーム）中から超高感度に測定する技術を確立したことをお知らせします。
PD-L1およびPD-1は、がん免疫の制御において中心的な役割を担う分子として知られています。一方で近年、これらの分子は細胞表面に存在するだけでなく、エクソソームによって体内を移動し、遠隔的に免疫応答へ影響を及ぼしている可能性が注目されています。
今回の成果により、これまで測定が困難であったエクソソーム中のPD-L1およびPD-1を、簡便、安価かつ高感度に解析することが可能となりました。今後は、がん免疫研究に加え、炎症、感染症、自己免疫疾患、さらには加齢に伴う免疫機能変化（免疫老化）の研究分野への応用も期待されます。
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■がんは免疫を「遠隔操作」しているのか
私たちの体には、過剰な免疫反応を防ぐための仕組みとして「免疫チェックポイント機構」が備わっています。PD-L1とPD-1はその代表的な分子であり、両者が結合するとT細胞の働きが抑制されます。
がん細胞はこの仕組みを利用し、自らを免疫細胞の攻撃から守っていると考えられています。そのためPD-L1やPD-1は、現在のがん免疫療法において最も重要な分子群の一つです。
近年になり、がん細胞はPD-L1を細胞表面に提示するだけでなく、PD-L1を含むエクソソームを放出していることが報告されるようになりました。エクソソームは血液などの体液を介して全身へ運ばれることから、がんが離れた場所の免疫細胞へ影響を及ぼしている可能性が議論されています。
このことは、「がんがエクソソームを用いて免疫環境を遠隔的に制御しているのではないか」という新しい研究領域を生み出しています。
■肺がん患者血清中エクソソーム由来PD-L1の検出に成功
BioPhenoMAは2025年、肺がん患者の血清からエクソソームを単離し、その内部に含まれるPD-L1を超高感度に測定することに成功しました[1]。
肺がん患者では健常者と比較してエクソソーム由来PD-L1の濃度が有意に高いことが確認されました。一方で、エクソソームに含まれず血清中に遊離して存在するPD-L1については、患者群と健常者群との間に有意な差は認められませんでした。この結果は、末梢血で「エクソソーム中のPD-L1」を捉えることが生物学的に重要な情報を反映している可能性を示唆しています。
同社のTN-cyclon(TM)は、PD-L1について0.3 pg/mL未満の濃度領域での測定を可能とし、従来法では困難であった微量なエクソソーム由来タンパク質の解析を実現しています。
■今回、新たにPD-1の超高感度測定系を構築
さらに2026年、BioPhenoMAはPD-L1に続き、PD-1に対してもTN-cyclon(TM)を適用し、超高感度測定系の構築に成功しました。
培養T細胞由来サンプルを解析したところ、エクソソーム中にPD-1が高濃度で存在することが確認されました。これはT細胞自身もまた、エクソソームを介してPD-1を周囲へ運搬している可能性を示唆するものです。
これまで研究の中心は「がん細胞がもつPD-L1」でした。しかし今回の結果は、免疫細胞側もエクソソームを活用して情報伝達を行っている可能性を示しており、免疫応答を理解する新たな視点を提供するものと考えられます。
なお、PD-1については0.1 pg/mL未満の濃度領域での測定が可能であり、極微量タンパク質の解析を実現しています。
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■PD-L1とPD-1をエクソソームレベルで解析する新たな研究基盤へ
がん由来エクソソーム中のPD-L1と、免疫細胞由来エクソソーム中のPD-1が生体内でどのように相互作用しているのか、その詳細は依然として明らかになっていません。
しかしながら、これらの分子をエクソソームレベルで定量的に解析できるようになったことで、がん免疫応答の理解は新たな段階へ進む可能性があります。
またPD-L1およびPD-1は、がんだけでなく、慢性炎症、感染症、自己免疫疾患、免疫老化など幅広い生命現象との関連が報告されています。
BioPhenoMAは今後、患者検体を用いた研究開発をさらに推進し、エクソソームを介した生体内コミュニケーションの解明と、新規バイオマーカー開発への応用を目指してまいります。

参考論文
[1] Okita K, Arita H, Sudo K, Yoshimura T, Ito E., Establishment of an assay with ultrahigh sensitivity for detecting sEV-derived PD-L1 as a serum biomarker for lung cancer - A pilot study using TN-cyclon(TM). Current Issues in Molecular Biology, 2025.


株式会社BioPhenoMA
住所：東京都新宿区西早稲田1-22-3
代表取締役：丹羽　大介
HP：https://www.biophenoma.com/
E-mail：info@biophenoma.com



BioPhenoMA Establishes Ultra-Sensitive Detection Technology for Exosomal PD-L1 and PD-1:
A New Analytical Platform for Cancer Immunology and Immune Regulation Research

BioPhenoMA Inc. (Head Office: Shinjuku-ku, Tokyo; Representative Director: Daisuke Niwa) announces the establishment of an ultra-sensitive technology for measuring the immune checkpoint molecules PD-L1 and PD-1 in extracellular vesicles (exosomes) using its proprietary ultra-sensitive protein detection platform, TN-cyclon(TM).
PD-L1 and PD-1 are widely recognized as key regulators of anti-tumor immune responses. In recent years, increasing attention has been directed toward the possibility that these molecules are not only present on cell surfaces but are also transported throughout the body via exosomes, potentially influencing immune responses at distant sites.
This achievement enables the simple, cost-effective, and highly sensitive analysis of PD-L1 and PD-1 contained in exosomes, which has previously been difficult to achieve. Beyond cancer immunology, this technology is expected to contribute to research in inflammation, infectious diseases, autoimmune disorders, and age-related immune dysfunction (immunosenescence).
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Is Cancer Remotely Controlling the Immune System?
The human body possesses an "immune checkpoint" mechanism that prevents excessive immune reactions. PD-L1 and PD-1 are among the most important molecules involved in this process. When PD-L1 binds to PD-1 on T cells, T-cell activity is suppressed.
Cancer cells are thought to exploit this mechanism to evade immune surveillance. Consequently, PD-L1 and PD-1 have become major targets in modern cancer immunotherapy.
Recent studies have reported that cancer cells not only express PD-L1 on their surface but also release exosomes containing PD-L1. Because exosomes can travel through bodily fluids such as blood, they may influence immune cells far from the tumor site.
This has led to a new research question: could cancer be reshaping the immune environment through exosome-mediated communication?
Successful Detection of Exosomal PD-L1 in Serum from Lung Cancer Patients
In 2025, BioPhenoMA successfully isolated exosomes from the serum of lung cancer patients and measured exosome-derived PD-L1 with ultra-high sensitivity [1].
The study demonstrated that concentrations of exosomal PD-L1 were significantly elevated in lung cancer patients compared with healthy individuals. In contrast, freely circulating PD-L1 in serum showed no significant difference between the two groups.
These findings suggest that measuring PD-L1 specifically within exosomes may provide biologically meaningful information that cannot be obtained by analyzing total circulating PD-L1 alone.
TN-cyclon(TM) enables the detection of PD-L1 at concentrations below 0.3 pg/mL, allowing the analysis of minute quantities of exosome-associated proteins that are challenging to measure using conventional methods.
Establishment of a New Ultra-Sensitive Assay for PD-1
Building on its success with PD-L1, BioPhenoMA has now established an ultra-sensitive assay for PD-1 using TN-cyclon(TM).
Analysis of cultured T-cell-derived samples revealed that PD-1 is present at high levels within exosomes. This observation suggests that T cells themselves may also transport PD-1 through exosome-mediated pathways.
To date, most studies have focused on PD-L1 expressed by cancer cells. The present findings offer a new perspective by suggesting that immune cells may likewise use exosomes as vehicles for biological communication, opening new avenues for understanding immune regulation.
The TN-cyclon(TM) platform enables the detection of PD-1 at concentrations below 0.1 pg/mL, providing unprecedented sensitivity for the analysis of trace proteins.
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Toward a New Platform for Exosome-Level Analysis of PD-L1 and PD-1
The biological interactions between PD-L1 carried by cancer-derived exosomes and PD-1 carried by immune cell-derived exosomes remain largely unexplored.
The ability to quantitatively analyze these molecules at the exosome level provides a new analytical framework for investigating cancer immunity and immune regulation.
Furthermore, PD-L1 and PD-1 have been implicated not only in cancer but also in chronic inflammation, infectious diseases, autoimmune disorders, and age-associated immune dysfunction.
BioPhenoMA will continue to advance patient-sample-based studies with the goal of elucidating exosome-mediated biological communication and exploring future biomarker applications.

Reference
[1] Okita K, Arita H, Sudo K, Yoshimura T, Ito E., Establishment of an assay with ultrahigh sensitivity for detecting sEV-derived PD-L1 as a serum biomarker for lung cancer - A pilot study using TN-cyclon(TM). Current Issues in Molecular Biology, 2025.


BioPhenoMA Inc.
Address: 1-22-3 Nishi-Waseda, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan
Representative Director: Daisuke Niwa
Website: https://www.biophenoma.com/en
E-mail: info@biophenoma.com

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