新たな「ものさし」の開発を通じ、生命科学や医療に変革をもたらす！
Development of innovative analytical methods for life science and medical care
生命現象を詳細に理解するには「測る」という操作が必要不可欠です。何が、何処に、どれだけ、どのような状態で存在するかを調べることで、健康や病気に関する様々な情報が得られます。私達はユニークなアイデアと最先端の分析機器を駆使し、① これまで測れなかったものを測定可能にする、② これまで測れていたものをもっと高感度に、簡便に測定するための分析法開発を行っています。我々の分析法は各種疾患の早期発見や再発予防、薬効評価、さらには新薬開発に繋がると考え、現在、以下の研究を行っています。
To understand the biological phenomena in detail, it is indispensable to “measure”. By investigating what, where, how much, and what state it exists, various information on health and illness can be obtained. By using unique ideas and state-of-art analytical instruments, we are developing new analytical methods (1) to make measurable what could not be measured so far, (2) to measure what have been measured more easily and conveniently. We believe that our analytical methods would contribute to early diagnosis of various diseases, relapse prevention, drug evaluation and drug development. Current research projects are as follows: (1) Development of new analytical methods for next-generation biopharmaceuticals, (2) Development of new analytical tools for omics analysis, (3) Development of high accuracy and ultrasensitive analytical methods, (4) Development of single-cell metabolomics, (5) Metabolomics approach for screening new biomarkers, (6) On site analysis of drugs and biomarkers for point-of-care testing, (7) Development of non-invasive early diagnostic methods using saliva as the matrices, (8) Development of chiral tagging reagents and their application to chiral compound analyses.
Research projects/研究内容
主な研究テーマ
（１）次世代バイオ医薬品の新規分析法開発
（２）オミクス解析のための新規分析ツールの開発
（３）超微量成分の高感度・高精度分析法の開発
（４）単一細胞メタボロミクスの開発
（５）メタボロミクス的アプローチによる新規バイオマーカー探索
（６）ポイントオブ検査を指向した薬物およびバイオマーカーのオンサイト分析
（７）唾液等を試料とした無侵襲早期診断法の開発
（８）光学活性標識試薬の開発とキラル化合物の分離分析への応用
私達の第3研究室（轟木研究室）の研究テーマは，新規蛍光・発光プローブの開発，抗体医薬のバイオアナリシス，診断や治療に利用するための新規DNAアプタマー開発，ポイントオブケア診断法の開発など多岐に亘っています。
血中に存在する抗体医薬を分析する場合，血中に多量に存在するIgGタンパク質の中から，相補性決定領域のみが異なる抗体医薬のみを選択的に認識しなければならない技術的困難さがあります。従来は抗抗体を用いて分子認識したり，トリプシン消化により生じた抗体医薬特異的なペプチド断片をLC-MS/MSで分析する手法が採られてきました。
私達は，抗体医薬bevacizumabを特異的に認識する世界初のDNAアプタマーを開発し，これを用いた2種類の実用的な分析法を報告しました（Anal. Chem., 91, 3125 (2019)，Molecules, 24, 857 (2019)）。アプタマーとは，複雑な三次元構造をとることで標的分子に結合する1本鎖の核酸分子であり，抗体に比べ安価で化学・物理的に安定，均質で配列さえわかれば世界中で容易に利用可能という利点があります。現在は他の抗体医薬やADCに対しても同様のアプタマーを獲得し，新薬開発やバイオシミラーの同等性評価，臨床現場での治療効果判定に繋げることを目指しています。
また，これまで成功率が実施者の技量に大きく依存していたDNAアプタマー探索プロトコルを自動化，省力化するための手法を研究しています。この手法により抗体医薬のみならず，疾患のバイオマーカーや原因タンパク質などを認識するアプタマーを迅速かつ容易に獲得でき，診断薬や治療薬のシーズ創出に繋げることを目指しています。
さらに私達は，いつでも，誰でも，どこでも，簡単に診断できるPoint of Care Testingの開発も進めています。診断が病室や薬局，あるいは自宅で行えれば，より多くの人の健康管理や治療効果判定，疾患の早期発見に繋がり，薬剤師の職能拡大にも貢献できると考えています。
薬学の分析化学は，自身のアイデアやちょっとした工夫が医療現場や分析現場で活用されうる実用性も高い学問分野です。あなたのImaginationとCreativityを私達の研究室で発揮してみませんか？
最近の3研からの論文発表
1) Todoroki et al., J. Pharm. Biomed. Anal., 179, 112991 (2020)
2) Yamada et al., Anal. Chem., 91, 3125 (2019)
3) Yamada et al., Molecules, 24, 857 (2019)
4) Sotomatsu et al., Chromatography, 40, 99 (2019)
5) Yamada et al., Chromatography, 39, 21 (2018)
6) Kudoh et al., Anal. Sci., 34, 1011 (2018)
7) Todoroki et al., Anal. Sci., 34, 397 (2018)
8) Nakano et al., Anal. Chim. Acta, 916, 112 (2016)
がんや糖尿病などの様々な疾患において、アミノ酸や有機酸といった生体内分子の含量に変化が生じます。生体内の代謝物を網羅的に分析するメタボロミクスによって代謝変動を捉えることで、疾患メカニズムの解明や新規診断法の開発に繋がることが期待できます。生体内に微量にしか存在しない分子や疾患における変動が僅かな分子を測定するためには、高い感度と選択性を兼ね備えた分析法が必要です。我々は液体クロマトグラフィーや質量分析を利用して、アミノ酸をはじめとする低分子化合物のメタボロミクス解析に取り組んでいます。対象物質の誘導体化や分析・検出条件を工夫することで、現在、細胞レベルでの分析を実現しています。また多くの生体内分子はキラルであり、鏡像異性体間で代謝経路や生理機能が異なるため、これらを識別した分析法の開発にも取り組んでいます。
準備中