テーマ
1. がん分子標的治療薬の探索
がん分子標的治療薬とは、特定の分子を標的としてその機能を制御することにより、がんを治療する薬剤です。標的となる分子には、がん細胞に特異的に発現する分子や異常に活性化した分子、がん微小環境に特徴的な分子、さらにはマウスなどのin vivo環境下で発現が亢進する分子など、多様な分子が含まれます。
沼津支所では、これらの中から真に有望ながん治療標的を見いだし、化合物、ペプチド、抗体、核酸など多様なモダリティを活用して、新たながん分子標的治療薬の創製に取り組んでいます。特に、微生物が産生する天然物化合物を活用したがん分子標的治療薬の創製を重点研究課題として推進しています。
Fig. 1 がん分子標的治療薬の探索
2. 独自の自然転移モデルマウスを活用した小細胞肺がんの治療シーズの探索
小細胞肺がんは肺がんの約1割を占める神経内分泌性腫瘍でありまして、極めて悪性度が高く、診断時には遠隔転移を伴うことが多く見受けられます。初回の化学療法や免疫療法に対する奏効率は比較的高いものの、多くの症例で再発・転移を来して治療抵抗性を獲得するため、5年生存率は5％未満と極めて予後不良ながんであります。
このような難治性にもかかわらず、小細胞肺がんの進展・転移を制御する分子機構については未解明な点が多く、有効な治療法開発の大きな障壁となっています。そこで我々は、ヒト小細胞肺がんをヌードマウス肺へ同所移植することにより、患者と同様の転移臓器へ高率に遠隔転移を形成する独自のモデルマウスを樹立しました。本モデルは臨床病態を高い精度で再現できることから、転移機構の解明、治療標的分子の探索、さらに新規治療薬シーズ化合物の有効性評価に活用しています。
Fig.2 独自に開発した小細胞肺がんの自然転移モデル
3. 冬虫夏草を中心とした昆虫病原糸状菌からの生理活性物質の探索
我々は、新しい医薬探索源として冬虫夏草を中心とした昆虫病原糸状菌の収集・分離を行っています。昆虫病原糸状菌は、昆虫への寄生、増殖、殺虫といったライフサイクルの中で様々な生理活性物質を生産していると考えられています。それらの生理活性物質はユニークな構造・機能を有し、医薬品の種化合物として有用であると期待されています。
そこで我々は、所内外の創薬スクリーニング系に菌の培養サンプルを提供し、ユニークな作用を示す生理活性物質の探索研究を支援しています。
Fig.3 冬虫夏草
4. 微生物を利用した環境分野への応用
【微生物にしかできない機能で環境課題を解決する】
微生物は、生命科学、環境、エネルギー、食料など幅広い分野で重要な役割を担っています。その最大の特徴は、「微生物にしかできない機能」を有することであります。本研究では、微生物が持つ分解能や機能性物質生産能を活用し、環境・産業分野における課題解決に取り組んでいます。海産廃棄物の低負荷処理、設備の高効率・長寿命化、環境調和型材料の創製という3つの視点から、微生物の優れた機能を社会実装し、持続可能な社会の実現に貢献することを目標としています。
a) 資源循環を支える微生物技術―海産廃棄物の環境対応型処理―
発電所の海水取水設備では、クラゲ類や貝類が大量に流入し、多量の海産廃棄物が発生します。これらは高含水・高塩分で腐敗しやすく、運搬や焼却、堆肥化が困難であることから、環境負荷の少ない処理技術が求められています。本研究では、海産廃棄物の液化から排水処理までを一体化した生物処理システムを開発しています。従来の焼却・埋立に依存しない低環境負荷型技術として大手電力会社へ導入されており、資源循環型社会の実現に貢献する技術として期待されています。
Fig. 4 廃棄クラゲの分解・廃液処理フローと処理工程ごとの廃液の外観
b) 設備保全を支える微生物技術―バイオフィルムの付着防止と微生物酵素による除去―
逆浸透膜（RO膜）、スクラバー、熱交換器などの産業設備では、微生物が形成するバイオフィルムが性能低下や設備劣化の原因となります。従来の薬剤洗浄や物理洗浄では十分な除去が難しく、設備への負荷や薬剤使用量の増加も課題となっています。本研究では企業との共同研究のもと、双性イオンポリマーによるバイオフィルム付着防止材料の開発に加え、微生物由来酵素による安全な除去技術を検討しています。基材を傷めずにバイオフィルムを制御できるため、設備の長寿命化、維持管理コストの低減、薬剤使用量の削減に貢献する環境調和型技術として開発を進めています。
Fig.5 固体表面へのバイオフィルム付着と酵素による除去
c) 新素材創製を支える微生物技術―微生物由来メラニンの機能性材料への応用―
微生物が産生するメラニンは、耐酸性、耐アルカリ性、耐塩性、耐薬品性、耐熱性に優れた天然高分子です。微生物培養による安定供給が可能であり、動物由来メラニンに比べ倫理的制約が少ないことも特長です。本研究では、微生物由来メラニンのUV遮蔽性、抗酸化性、吸着特性に着目し、環境調和型の機能性材料として利用を進めています。コーティング材料や吸着材料など幅広い用途への展開を通して、持続可能な社会を支える新たなバイオマテリアルの創製を目指しています。
Fig. 6 黒酵母発酵メラニンの精製
