大阪公大、「光濃縮」でがん細胞内導入に必要な薬剤濃度を1/100に削減

大阪公立大学(大阪公大)と科学技術振興機構は12月16日、がん治療に有用な生体機能性分子を細胞内に導入する際に「光誘導加速」により必要な薬剤量を従来の1/100にまで減らせる新技術の基礎構築に成功したことを共同で発表した。

同成果は、大阪公大研究推進機構協創研究センター LAC-SYS研究所の中瀬生彦所長補佐、同・飯田琢也所長、同・床波志保副所長らの研究チームによるもの。詳細は、米国化学会が刊行するナノサイエンスとナノテクノロジーに関する全般を扱う学術誌「Nano Letters」に掲載された。

特定の細胞内小器官に対し、ペプチドやタンパク質、核酸などの生体機能性分子を到達させて細胞機能を操作するためには、細胞膜透過が必要不可欠だ。従来の細胞内取り込みのプロセスにはエンドサイトーシスなどのさまざまなプロセスがあるが、いずれも数～数十μmol/Lと、高濃度の生体機能性分子が必要だ。しかし低い細胞膜透過性のため、生体機能性分子が狙った細胞内小器官に到達する確率が低く、薬物活性が低いことが問題視されているという。

また細胞選択性が乏しいため、がん細胞だけでなく正常な細胞にもダメージを与えてしまうことも大きな課題となっていた。そのため、狙った細胞のみへの投与を高効率に行う技術が必要であり、副作用を避けるために低濃度の薬剤を狙った病原細胞に選択的に導入する技術の開発が希求されていたのである。もし選択的な細胞機能制御による薬効評価の高効率化を実現できれば、個々の細胞と薬剤の相性を調べる手法の開発も加速させることができ、創薬・医療分野の発展も期待されるという。

そこで研究チームは今回、超放射の補助による光誘起対流を用いて、細胞透過性ペプチド(CPP)を含む生体機能性分子の細胞膜への集積と透過性の向上を目指すことにしたとする。そして、n(ナノ)mol/Lレベルでの光誘起集合のドラッグデリバリーシステムへの応用を実証することに成功した。