市場調査レポート

単一細胞マルチオミクス市場:規模・シェア分析、成長動向、予測 (2025-2030年)

シングルセルマルチオミクス市場レポートは、製品(機器・プラットフォームなど)、テクノロジープラットフォーム(ドロップレットベースマイクロフルイディクスなど)、オミクスモダリティ(ゲノミクスなど)、用途(腫瘍学、神経学など)、ワークフロー段階(細胞分離・ソーティングなど)、エンドユーザー(学術・研究機関など)、および地域別にセグメント化されています。市場予測は、金額(米ドル)ベースで提供されます。
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シングルセルマルチオミクス市場は、技術の進歩、シーケンシングコストの低下、AIを活用した分析の統合により、急速な成長を遂げています。この市場は、がん研究だけでなく、脳マッピングや自己免疫疾患研究など、多様なアプリケーションへと拡大しています。ゲノムデータプライバシーに関する規制の議論は、慎重な姿勢を促しつつも、安全なデータ処理フレームワークへの投資を奨励しています。

市場規模と予測
シングルセルマルチオミクス市場は、2025年には13.3億米ドル、2030年には32.1億米ドルに達すると予測されており、2025年から2030年にかけて19.31%のCAGR(年平均成長率)で成長する見込みです。地域別では、アジア太平洋地域が最も急速に成長し、北米が最大の市場となるでしょう。市場の集中度は中程度です。

主要な市場動向
* 製品別: 2024年には機器・プラットフォームが市場シェアの46.12%を占め、ソフトウェア・サービスは2030年までに23.45%のCAGRで成長すると予測されています。
* 技術プラットフォーム別: 2024年にはドロップレットベースのマイクロ流体技術が58.33%の市場シェアを占め、空間オミクスプラットフォームは2030年までに24.56%のCAGRで拡大すると予測されています。
* オミクスモダリティ別: 2024年にはシングルセルゲノミクスが44.62%の市場シェアでリードし、プロテオミクスは2030年までに24.12%のCAGRで成長しています。
* アプリケーション別: 2024年には腫瘍学が市場規模の36.45%を占め、神経学は2025年から2030年にかけて22.23%のCAGRで成長すると予測されています。
* ワークフロー段階別: 2024年には細胞分離・ソーティングが市場シェアの33.23%を占め、データ分析・可視化は2030年までに23.05%のCAGRで最も高い成長を記録すると予測されています。
* エンドユーザー別: 2024年には学術・研究機関が市場シェアの51.24%を占め、バイオテクノロジー・製薬企業は2030年までに21.63%のCAGRで最も急速に拡大しています。
* 地域別: 2024年には北米が市場シェアの41.23%でリードし、アジア太平洋地域は2030年までに21.44%のCAGRで最も速い成長を遂げると予測されています。

市場の成長要因
* シングルセル分析における技術進歩: 新しい化学技術(例:GEM-X)は、検出される遺伝子の数を増やし、より高感度な分析を可能にしています。これにより、研究者はこれまで検出が困難であった希少な細胞集団や微細な細胞状態の変化を特定できるようになり、シングルセル分析の応用範囲が拡大しています。
* 個別化医療におけるシングルセル分析の採用拡大: 疾患の早期診断、治療法の選択、薬剤応答の予測など、個別化医療の進展においてシングルセル分析の重要性が高まっています。特に、がん治療や神経変性疾患の研究において、患者ごとの細胞レベルでの異質性を理解するための不可欠なツールとなっています。
* 研究開発投資の増加: 政府機関や民間企業からのシングルセル分析技術に関する研究開発への投資が増加しており、新しい技術やアプリケーションの開発を後押ししています。これにより、市場のイノベーションが加速し、新たな製品やサービスの登場が期待されます。
* 慢性疾患の有病率の上昇: がん、自己免疫疾患、神経変性疾患などの慢性疾患の有病率が世界的に上昇しており、これらの疾患の病態生理を細胞レベルで深く理解する必要性が高まっています。シングルセル分析は、これらの複雑な疾患のメカニズム解明に貢献し、新たな治療標的の発見につながっています。

市場の課題
* 高コストと複雑なデータ解析: シングルセル分析は、機器、試薬、専門的な人材、そして膨大なデータの解析に多大なコストがかかります。特に、データ解析には高度なバイオインフォマティクススキルと計算資源が必要であり、これが導入の障壁となることがあります。
* 標準化の欠如: サンプル調製、データ取得、解析方法において標準化されたプロトコルが不足しているため、異なる研究室間での結果の比較可能性や再現性に課題があります。これにより、研究結果の信頼性や臨床応用への移行が妨げられる可能性があります。
* 熟練した専門家の不足: シングルセル分析技術を適切に操作し、複雑なデータを解釈できる熟練した科学者やバイオインフォマティクス専門家が不足しています。この人材不足は、技術の普及と応用を制限する要因となっています。

市場機会
* 新しいアプリケーション分野の開拓: 感染症、再生医療、農業バイオテクノロジーなど、シングルセル分析の応用が期待される新たな分野が拡大しています。特に、COVID-19パンデミックのような新たな健康危機において、免疫応答の理解にシングルセル分析が重要な役割を果たしています。
* AIと機械学習の統合: シングルセルデータの解析に人工知能(AI)や機械学習アルゴリズムを統合することで、より効率的かつ正確なデータ解釈が可能になります。これにより、隠れたパターンや生物学的洞察の発見が加速し、創薬や疾患研究に新たな道を開くことができます。
* 自動化とハイスループット技術の開発: サンプル調製からデータ解析までのワークフローを自動化し、ハイスループット化する技術の開発が進んでいます。これにより、分析の時間とコストが削減され、より多くの研究機関や臨床現場での導入が促進されると期待されます。

主要企業
シングルセル分析市場の主要企業には、10x Genomics, Inc.、BD Biosciences、Danaher Corporation (Cytiva)、Fluidigm Corporation (Standard BioTools)、Illumina, Inc.、Merck KGaA、Miltenyi Biotec、PerkinElmer Inc.、Promega Corporation、QIAGEN N.V.などが挙げられます。これらの企業は、製品ポートフォリオの拡大、技術革新、戦略的提携、M&Aを通じて市場での競争力を強化しています。

このレポートは、単一細胞マルチオミクス市場に関する詳細な分析を提供しています。単一細胞マルチオミクス技術は、個々の細胞から様々な分子を測定することで、異なる細胞から別々の分子層を分析するよりも深い生物学的洞察をもたらします。また、細胞集団内の複数の分子層にわたる細胞の不均一性を明らかにし、捕捉されたオミクス層間の変動がどのように相互に関連しているか、あるいは異なっているかを強調するものです。

市場の概要と成長予測
単一細胞マルチオミクス市場は、2030年までに32.1億米ドルに達すると予測されており、予測期間中の年平均成長率(CAGR)は19.31%と非常に高い成長が見込まれています。

市場のセグメンテーション
本レポートでは、市場を以下の主要なセグメントに分けて分析しています。
* 製品別: 機器・プラットフォーム、試薬・消耗品、ソフトウェア・サービス。
* 技術プラットフォーム別: ドロップレットベースマイクロ流体、ナノウェル/組み合わせインデックス、空間オミクスプラットフォーム。
* オミクスモダリティ別: ゲノミクス、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。
* アプリケーション別: 腫瘍学、神経学、細胞生物学・発生生物学、免疫学・感染症。
* ワークフロー段階別: 細胞分離・ソーティング、ライブラリ調製・バーコーディング、シーケンシング・イメージングプラットフォーム、データ分析・可視化。
* エンドユーザー別: 学術・研究機関、バイオテクノロジー・製薬企業、受託研究機関(CRO)。
* 地域別: 北米(米国、カナダ、メキシコ)、欧州(ドイツ、英国、フランス、イタリア、スペイン、その他欧州)、アジア太平洋(中国、日本、インド、オーストラリア、韓国、その他アジア太平洋)、中東・アフリカ(GCC、南アフリカ、その他中東・アフリカ)、南米(ブラジル、アルゼンチン、その他南米)。

市場の推進要因
市場の成長を牽引する主な要因は以下の通りです。
* 単一細胞分析における研究開発の進展と技術革新。
* 慢性疾患および感染症の負担の増加。
* 精密腫瘍学および免疫学におけるマルチオミクスの急速な採用。
* シーケンシングコストの削減と超ハイスループットプラットフォームの登場。
* AIを活用した分析パイプラインによるマルチオミクスワークフローの効率化。
* in-situ解像度を持つ空間マルチオミクスの商業化。

市場の阻害要因
一方で、市場の成長を妨げる要因も存在します。
* 単一細胞ワークフローにおける高い設備投資と試薬コスト。
* データ分析の複雑さとバイオインフォマティクス人材の不足。
* 脆弱な細胞集団の損失を引き起こすサンプル調製時のバイアス。
* ゲノムデータ共有に関するプライバシー規制の強化。
特に、高い設備投資と試薬コストは、世界のCAGR予測から推定2.8%を差し引く主要な障害となっています。

主要な市場動向と洞察
* 製品カテゴリー: 2024年において、機器・プラットフォームが単一細胞マルチオミクス市場シェアの46.12%を占め、最も高い収益を上げています。
* 技術プラットフォーム: 空間オミクスプラットフォームは、分子プロファイルを組織コンテキストと結びつけ、バイオマーカー発見を改善するため、24.56%のCAGRで最も急速に成長すると予測されています。
* 地域別成長: アジア太平洋地域は、大規模な細胞アトラスプロジェクトや研究インフラの拡大に牽引され、21.44%のCAGRで2030年まで最も速い成長を遂げると予想されています。

競争環境
市場は、10x Genomics Inc.、Illumina Inc.、BD、NanoString Technologies Inc.など、多数の主要企業によって構成されており、市場集中度、市場シェア分析、各企業のプロファイルが詳細に調査されています。

市場の機会と将来展望
レポートでは、市場における未開拓の領域や満たされていないニーズの評価を通じて、将来の機会についても言及しています。単一細胞マルチオミクス技術は、生物学的研究と臨床応用の両方において、今後も重要な役割を果たすことが期待されます。

以上が、提供されたレポート詳細の要約です。


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1. はじめに

  • 1.1 調査の前提と市場の定義

  • 1.2 調査範囲

2. 調査方法

3. エグゼクティブサマリー

4. 市場概況

  • 4.1 市場概要

  • 4.2 市場の推進要因

    • 4.2.1 シングルセル解析における研究開発の成長と技術的進歩

    • 4.2.2 慢性疾患および感染症の負担の増加

    • 4.2.3 精密腫瘍学および免疫学におけるマルチオミクスの急速な採用

    • 4.2.4 シーケンスコストの削減と超ハイスループットプラットフォーム

    • 4.2.5 AI対応分析パイプラインによるマルチオミクスワークフローの効率化

    • 4.2.6 in-situ解像度を持つ空間マルチオミクスの商業化

  • 4.3 市場の阻害要因

    • 4.3.1 シングルセルワークフローの高額な設備投資および試薬コスト

    • 4.3.2 データ分析の複雑さとバイオインフォマティクス人材の不足

    • 4.3.3 サンプル調製バイアスによる脆弱な細胞集団の損失

    • 4.3.4 ゲノムデータ共有に関するプライバシー規制の強化

  • 4.4 バリュー/サプライチェーン分析

  • 4.5 規制環境

  • 4.6 テクノロジー展望

  • 4.7 ポーターの5つの力分析

    • 4.7.1 供給者の交渉力

    • 4.7.2 買い手の交渉力

    • 4.7.3 新規参入の脅威

    • 4.7.4 代替品の脅威

    • 4.7.5 競争の激しさ

5. 市場規模と成長予測(金額-米ドル)

  • 5.1 製品別

    • 5.1.1 機器・プラットフォーム

    • 5.1.2 試薬・消耗品

    • 5.1.3 ソフトウェア・サービス

  • 5.2 技術プラットフォーム別

    • 5.2.1 液滴ベースマイクロ流体

    • 5.2.2 ナノウェル / 組み合わせインデックス

    • 5.2.3 空間オミクスプラットフォーム

  • 5.3 オミクスモダリティ別

    • 5.3.1 ゲノミクス

    • 5.3.2 トランスクリプトミクス

    • 5.3.3 プロテオミクス

    • 5.3.4 メタボロミクス

  • 5.4 用途別

    • 5.4.1 腫瘍学

    • 5.4.2 神経学

    • 5.4.3 細胞生物学・発生生物学

    • 5.4.4 免疫学・感染症

  • 5.5 ワークフローステップ別

    • 5.5.1 細胞分離・ソーティング

    • 5.5.2 ライブラリ調製・バーコーディング

    • 5.5.3 シーケンシング・イメージングプラットフォーム

    • 5.5.4 データ分析・可視化

  • 5.6 エンドユーザー別

    • 5.6.1 学術・研究機関

    • 5.6.2 バイオテクノロジー・製薬会社

    • 5.6.3 受託研究機関

  • 5.7 地域別

    • 5.7.1 北米

    • 5.7.1.1 米国

    • 5.7.1.2 カナダ

    • 5.7.1.3 メキシコ

    • 5.7.2 欧州

    • 5.7.2.1 ドイツ

    • 5.7.2.2 英国

    • 5.7.2.3 フランス

    • 5.7.2.4 イタリア

    • 5.7.2.5 スペイン

    • 5.7.2.6 その他の欧州

    • 5.7.3 アジア太平洋

    • 5.7.3.1 中国

    • 5.7.3.2 日本

    • 5.7.3.3 インド

    • 5.7.3.4 オーストラリア

    • 5.7.3.5 韓国

    • 5.7.3.6 その他のアジア太平洋

    • 5.7.4 中東・アフリカ

    • 5.7.4.1 GCC

    • 5.7.4.2 南アフリカ

    • 5.7.4.3 その他の中東・アフリカ

    • 5.7.5 南米

    • 5.7.5.1 ブラジル

    • 5.7.5.2 アルゼンチン

    • 5.7.5.3 その他の南米

6. 競合情勢

  • 6.1 市場集中度

  • 6.2 市場シェア分析

  • 6.3 企業プロファイル(グローバルレベルの概要、市場レベルの概要、主要セグメント、利用可能な財務情報、戦略情報、主要企業の市場ランク/シェア、製品とサービス、および最近の動向を含む)

    • 6.3.1 10x Genomics Inc.

    • 6.3.2 Illumina Inc.

    • 6.3.3 BD

    • 6.3.4 NanoString Technologies Inc.

    • 6.3.5 Standard BioTools Inc.

    • 6.3.6 Mission Bio Inc.

    • 6.3.7 Vizgen Inc.

    • 6.3.8 Qiagen N.V.

    • 6.3.9 Takara Bio Inc.

    • 6.3.10 Bio-Rad Laboratories Inc.

    • 6.3.11 BGI Genomics Co. Ltd.

    • 6.3.12 Parse Biosciences Inc.

    • 6.3.13 Singular Genomics Systems Inc.

    • 6.3.14 Pacific Biosciences (PacBio)

    • 6.3.15 F. Hoffmann-La Roche Ltd

    • 6.3.16 Cellenion SAS

    • 6.3.17 Olink Proteomics AB

    • 6.3.18 Dolomite Bio

    • 6.3.19 Fluent BioSciences

    • 6.3.20 STRATEC SE

7. 市場機会と将来展望


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グローバル市場調査レポート販売と委託調査

[参考情報]
単一細胞マルチオミクスは、個々の細胞から複数の異なるオミクスデータ(ゲノム、エピゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム、メタボロームなど)を同時に取得し、統合的に解析する最先端の技術分野でございます。従来のバルク解析では、数百万個の細胞集団の平均的な情報しか得られず、細胞間の微細な違いや希少な細胞集集団の特性を見落とす可能性がありました。これに対し、単一細胞解析は、細胞一つひとつの多様性(ヘテロジェニティ)を明らかにし、その機能や状態を詳細に理解することを可能にします。さらに、マルチオミクスアプローチは、単一の細胞から得られる複数の情報層を組み合わせることで、遺伝子発現、その制御メカニズム、タンパク質レベルでの機能など、生命現象をより包括的かつ多角的に捉えることを目指しております。これにより、細胞の複雑なネットワークや動態を解明し、疾患の発症メカニズムや薬剤応答の個人差などを深く理解するための強力なツールとして注目されております。

この技術には様々な種類が存在し、主にどのオミクスデータを組み合わせるかによって分類されます。代表的なものとしては、単一細胞トランスクリプトーム解析(scRNA-seq)と単一細胞エピゲノム解析(scATAC-seqやscBS-seq)の組み合わせが挙げられます。例えば、scRNA-seqは細胞ごとの遺伝子発現パターンを明らかにし、scATAC-seqはクロマチンアクセシビリティ、すなわち遺伝子発現が可能な領域を特定します。これらを同一細胞から取得することで、遺伝子発現がどのようにエピゲノムによって制御されているかを直接的に理解することが可能になります。また、単一細胞トランスクリプトーム解析とプロテオーム解析の組み合わせも重要です。CITE-seqなどの技術は、抗体とオリゴヌクレオチドを結合させた試薬を用いて細胞表面タンパク質の発現量を測定し、同時にscRNA-seqで遺伝子発現を解析します。これにより、mRNAレベルとタンパク質レベルでの細胞状態の相関や乖離を評価でき、より正確な細胞型同定や機能状態の把握に貢献します。さらに、単一細胞ゲノム解析とトランスクリプトーム解析を組み合わせることで、遺伝子変異が個々の細胞の遺伝子発現にどのような影響を与えるかを直接的に解析することも試みられています。近年では、空間的な位置情報とマルチオミクスデータを統合する空間マルチオミクス技術も急速に発展しており、組織内の細胞間相互作用や微小環境の影響を解明する上で極めて重要なアプローチとなっております。

単一細胞マルチオミクスは、その強力な解析能力から、多岐にわたる分野で活用されております。最も顕著な応用例の一つは、がん研究です。腫瘍内の細胞は遺伝的・機能的に不均一であり、この不均一性が薬剤耐性や転移の主要な原因と考えられています。単一細胞マルチオミクスは、がん細胞、免疫細胞、間質細胞など、腫瘍微小環境を構成する個々の細胞の特性を詳細に解析し、がんの進化、薬剤耐性メカニズム、新たな治療標的の同定に貢献します。また、神経科学分野では、脳内の複雑な細胞多様性を解明し、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患における特定の細胞集団の変化を特定するために用いられています。発生生物学においては、細胞の分化経路、細胞運命決定、器官形成のメカニズムを単一細胞レベルで追跡し、生命の発生過程を深く理解する上で不可欠なツールとなっています。免疫学では、多様な免疫細胞のサブタイプ、活性化状態、細胞間相互作用を解析することで、感染症、自己免疫疾患、アレルギーなどの病態解明やワクチン開発に寄与しています。さらに、創薬研究においても、疾患関連細胞の特定、薬剤の作用機序解析、オフターゲット効果の評価、患者層別化のためのバイオマーカー探索など、多方面でその価値を発揮しております。

この技術を支える関連技術も急速に進化しています。まず、単一細胞の分離技術が不可欠であり、マイクロ流体デバイスを用いた液滴ベースの分離法(例:10x Genomics Chromiumシステム)、FACS(蛍光活性化セルソーティング)、マイクロウェルプレート、手動ピッキングなどが用いられます。次に、各オミクスデータを取得するための特異的なアッセイ技術が開発されており、scRNA-seqではSmart-seqやUMI(Unique Molecular Identifier)を用いた高感度・高精度なプロトコルが確立されています。エピゲノム解析では、scATAC-seqやscBS-seq(バイサルファイトシーケンス)が、プロテオーム解析ではCITE-seqやREAP-seqなどが利用されます。これらの技術で得られた膨大なデータは、高度なバイオインフォマティクスと計算ツールによって解析されます。データ統合、次元削減、細胞クラスタリング、細胞軌跡解析、ネットワーク解析、機械学習アルゴリズムなどが用いられ、複雑な生物学的意味を引き出します。また、空間マルチオミクス技術として、Visium、MERFISH、Xeniumなどのプラットフォームが登場し、組織内の細胞の空間的な配置と遺伝子発現、タンパク質発現を同時に解析できるようになりました。さらに、CRISPRスクリーニングと単一細胞解析を組み合わせたPerturb-seqのような技術は、遺伝子機能の網羅的な解析を可能にし、機能ゲノミクス研究を加速させています。

市場背景としては、単一細胞マルチオミクス市場は近年急速な成長を遂げております。この成長の主な要因は、次世代シーケンサー(NGS)のコスト低下、技術革新による解析スループットの向上と感度の改善、そして精密医療への需要の高まりが挙げられます。学術研究機関だけでなく、製薬企業やバイオテクノロジー企業からの投資も活発であり、新たな診断法や治療法の開発を目指す動きが加速しています。主要な技術プロバイダーとしては、10x Genomics、Illumina、BD Biosciences、Bio-Radなどが挙げられ、これらの企業が提供するプラットフォームや試薬が市場を牽引しています。特に、単一細胞解析のワークフローを簡素化し、より多くの研究者が利用できるようにする製品開発が進んでいます。一方で、データの複雑性、解析のための専門知識の必要性、高価な機器や試薬のコスト、データ解析の標準化の課題なども存在しますが、これらを克服するための技術開発や共同研究が活発に行われており、市場は今後も拡大を続けると予測されています。

将来展望として、単一細胞マルチオミクスはさらなる進化を遂げると考えられます。まず、より多くのオミクスデータを同一細胞から同時に取得する技術が発展し、例えば、トランスクリプトーム、エピゲノム、プロテオーム、メタボロームといった複数の情報層を網羅的に解析できるようになるでしょう。これにより、細胞の生命活動をより包括的かつ動的に理解することが可能になります。また、空間マルチオミクス技術は、さらに高解像度化・高スループット化が進み、組織内の細胞間相互作用や微小環境の役割を詳細に解明する上で不可欠なツールとなるでしょう。臨床応用への展開も加速し、がんの早期診断、個別化医療における治療薬選択、疾患の予後予測など、診断・治療の現場での活用が期待されています。AI(人工知能)や機械学習は、膨大なマルチオミクスデータの解析、パターン認識、疾患予測モデルの構築において中心的な役割を果たすようになります。さらに、自動化と小型化が進むことで、より多くの研究機関や臨床現場で手軽に利用できるようになり、研究の民主化が進むでしょう。生きた細胞からリアルタイムでマルチオミクスデータを取得するライブセルマルチオミクスも、細胞の動態を直接観察する究極の目標として研究が進められています。これらの進展により、単一細胞マルチオミクスは、生命科学研究のフロンティアを拡大し、医療の未来を大きく変革する可能性を秘めていると言えます。