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分野グループ・研究チームの紹介(ライフサイエンス)

ライフサイエンス1 千葉研究チーム

ナノ粒子製剤化ドラッグデリバリ−システムの研究

代表者について

氏名 千葉 一裕
所属研究機関 農学研究院
部門 応用生命化学部門 
役職 教授
URL http://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/2/00002…

外国人研究者について

氏名 Esko I. Kauppinen
所属研究機関 アールト大学(フィンランド)
部門 Applied Physics
役職 教授
URL http://physics.aalto.fi/en/groups/nmg/

氏名 Sanjay Mathur
所属研究機関 ケルン大学(ドイツ)
部門 無機化学研究室/化学科/数学自然科学部
役職 教授
URL http://www.chemie.uni-koeln.de/MathurSanjay.h…

研究者一覧

神谷 秀博(工学研究院・教授), 西河 淳(農学研究院・教授), 長澤 和夫(工学研究院・教授), 岡田 洋平(工学研究院・助教), 安井 浩司(グロバルイノベーション研究院・特任助教)

研究概要

「ペプチド−核酸複合体」や「ペプチド−糖鎖−核酸複合体」は、癌や感染症対策としての有用性が大いに期待される一方、従来の低分子医薬品原料とは異なり、生体内での分解、消化管からの難吸収性、溶解性の問題など様々な課題を有し、医薬品原料としての活性を克服しても、物性の問題を克服することが極めて重要となる。

本研究チームでは、このような基盤的な重要課題に挑戦するために、ナノ粒子のライフサイエンスへの応用を目標とした融合型先端研究を実施することを計画している。フィンランド Aalto大学から招く外国人研究者は、高い機能を有するナノ粒子の製造研究において卓越した実績を有し、最近では、特にアミノ酸や糖質など生体親和性の高い素材を用いた分散性の高い粒子の製造に成功し、呼吸器系や皮膚を経由した薬剤投入法などライフサイエンス分野への応用が期待されている。この研究には基材となるナノ粒子製造の他ペプチド、核酸、糖質およびその複合体など生物活性物質の探索合成、精密化学合成、大量合成ならびに、生物試験の専門家によるチームの形成が必須である。本チームでは、このような観点から、ナノ粒子の製造と機能改変、生体分子合成、有機合成化学、糖鎖化学、核酸化学、電気化学の専門家を集結し、世界最先端の研究を実施することを目標とする。

研究目的

ペプチド、糖鎖、核酸およびその誘導体を基本とする物質は次世代医薬品として期待され、構造と機能の解析が進められている。一方、これら生体分子またはそのアナログの多くは経口投与法による体内への吸収は困難であり、新たな投与方法の開発が必須である。その解決法の一つとして、薬剤を超微粒子化し、呼吸器系から吸収する方法が提唱されているが、薬剤を含む微粒子化には多くの課題があり、現行技術ではその実用化へ向けた製造は困難な状況である。

医薬品を呼吸器系から投与する目的で超微粒子を製造するためには、安全性の高い材料を用い、薬剤を表面または基剤中に導入する革新技術が必要である。本研究ではアミノ酸や糖質と薬物を混合し、瞬間加熱蒸散処理によるナノ粒子化技術によって目的とする超微粒子の製造法を開発する。当該方法を実施するためには試験段階で大量の薬剤を必要とするため、現行医薬品原料等を新たな製造技術によって大量に調整し、超微粒子化に供する。また、生物試験に供するために微粒子の表面加工において新たな表面固体修飾反応の導入し、粒子の分散性、安定性を確保する。

ペプチド、糖、核酸、低分子医薬品原料など多様な物性をもった医薬品候補物質を、呼吸器系からの投入を目的として超微粒子化する技術は未開発の領域である。これは薬剤相互の親和性や吸湿性等、ナノ粒子化を妨げる要因があるためである。本研究は、このような問題を克服し、動物実験によって、経肺吸収性、および当該薬物動態を解析し、その有効性を実証する。これによって、次世代医薬品への適用を実現する新たな薬剤投与方法を確立する。

研究計画

・医薬品原料候補物質、マーカー分子の探索および大量合成
 ペプチド、糖鎖、核酸医薬品候補物質の合成法の開発、探索合成について、本学で開発した疎水性タグを用いた液相法による高純度大量合成法導入して実施する。本法は、アミノ酸や核酸ユニットを逐次伸長する際、反応毎に生成物を選択的に沈殿として回収するものであり、数十段階に及ぶ合成反応経路においても高純度、高収率で実現できる優れた方法となっている。この方法を用いることによって、従来法では調製困難であった様々な現行医薬品原料や、次世代医薬品として期待される、ペプチド−核酸複合体、ペプチド−糖鎖−核酸複合体などを体系的に合成し、超微粒子化の原料とする。当該化学合成は本学研究チームが担当する。

・医薬品原料を含む超微粒子製造技術の開発
 ペプチド−核酸複合体、ペプチド−糖鎖−核酸複合体等、微粒子化が困難な物質を、超微粒子化するために、疎水性アミノ酸、糖質等の混合物と共に、最先端の瞬間加熱蒸散処理法によって目的物を得る。当該粒子の分散性、安定性は表面加工技術、表面修飾の導入により達成する。超微粒子の製造技術の開発はフィンランド Aalto大学の研究チームにより実施、また表面修飾は本学研究チームがそれぞれ担当する。

・国際共著論文計画
 本研究は、医薬品原料の製造、超微粒子の製造、および表面加工技術の融合によって達成されるものであり、当該粒子の機能解析、生物活性評価等のデータと共に、国際共著論文として継続的に発表する計画である。

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