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(理化学研究所)
ケミカルバイオテクノロジー研究室
(理化学研究所)
 
⇒生命科学領域
写真 ケミカルバイオテクノロジー研究室 (理化学研究所)
バイオテクノジーと、化学や工学の手法を融合したケミカルバイオテクノロジーによって、診断や治療に役立つ新しい医療機器や医薬品の開発へ向けた基礎研究を行っています。
 具体的には、人工臓器のための生体材料、再生医療のためのバイオ高分子、医薬用バイオ分子、体外診断用プローブ分子、ドラッグデリバリー用のナノカプセルの基礎研究のために、進化分子工学、バイオ直交化学、生体模倣工学の研究を行うとともに、企業との共同開発で、ヒトiPS細胞培養用のバイオリアクター、多項目診断用のマイクロアレイ・バイオチップなどの開発を行っています。
教 員
教 授 伊藤 嘉浩 e-mail
進化分子工学による診断、治療のためのバイオ分子
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進化分子工学で標的分子と結合すると蛍光を発するペプチドを開発
近年医薬の1/4以上を抗体医薬を占めるようになってきました。2018年ノーベル賞のopdivoも抗体医薬です。しかし抗体は動物免疫で作り、細胞に生産させるなど生産技術としては改良が必要であるとともに、限界があります。当研究室では進化分子工学手法を駆使した新しいペプチド医薬の基礎研究を行っています。さらに、その技術を応用して、混ぜるだけで蛍光を発する新しいプローブ分子開発のための基礎研究も行っています。
ドラッグデリバリー用のナノデバイス、ミサイル療法
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ポリペプチドを使って魚雷型の抗がん剤デリバリーキャリアを開発
抗がん剤治療では、副作用が抑制するためにがん部位だけに抗がん剤をデリバーできる仕組み(ミサイル療法)が必要になっています。当研究室では、これまでのキャリアとは形状が異なるナノカプセルを開発することに成功し、これが抗がん剤を腫瘍部位に選択的に抗がん剤をデリバリーできることを動物実験により明らかにしました。このナノカプセルに関する基礎研究を超分子化学の手法を用いて行っています。
人工臓器や再生医療のための生体材料
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貽貝の分泌する水中接着タンパク質の活性部位を成長因子に導入し、金属接着性を付与することに成功
人工的な材料に生体活性を付与することは困難です。そのため、生体高分子との複合化は、様々な人工臓器や再生医療器材を開発するためには必須です。しかし、一般に生体高分子を人工材料と複合化することは困難が伴います。当研究室では水中接着タンパク質(貽貝が分泌するタンパク質や唾液中に含まれる歯質保護タンパク質)の活性部位を成長因子タンパク質に導入することに成功し、その基礎研究をすすめるとともに応用展開を行っています。
医療用バイオ機器の開発
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動物細胞培養用バイオリアクター
1. ヒトiPS細胞大量培養リアクター
 これまでと異なる攪拌システムを使い、ヒトiPS細胞を浮遊培養で効率よく培養できることがわかってきました。企業との共同研究で実用化を進めています。

2. マイクロアレイ・バイオチップを用いた診断システム
 当研究室ではこれまでにない新しいマイクロアレイチップの製造法を開発してきました。理研ベンチャーのアール・ナノバイオ株式会社との共研究で実用化を行っています。
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マイクロアレイチップを使った自動多項目検査システム
最近の研究業績
  1. Zhaoma Shu, et al., "Disulfide-unit conjugation enables ultrafast cytosolic internalization of antisense DNA and siRNA", Angew. Chem. Int. Edn., accepted (2019)
  2. Motoki Ueda, et al., "End-Sealed High Aspect Ratio Hollow Nanotube Encapsulating Anticancer Drug - Torpedo-Shaped Peptidic Nanocapsule", ACS Nano., 13, 305-312(2019)
  3. Tomonori Iyoda, et al., "Optimal therapeutic strategy using antigen-containing liposomes selectively delivered to antigen-presenting cells", Cancer Sci., 110, 875-887 (2019)
  4. Shweta Anil Kumar, et al., "The applicability of furfuryl-gelatin as a novel bioink for tissue engineering applications", J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater., 107B, 314-323 (2019)
  5. Md. Mofitur Rahman, et al., "Spontaneous Formation of Gating Lipid-Domain in Uniform-Size Peptide Vesicles for Controlled Release", J. Am. Chem. Soc., 140(51), 17956-17961 (2018)
  6. Tara Bahadur K. C., et al., “In vitro selection of electrochemical peptide probes using bioorthogonal tRNA for influenza virus detection”, Chem. Commun., 54, 5201-5204 (2018)
  7. Krishnachary Salikolimi, et al., "A Thiophene-Conjugated Ligand Probe for Non-Enzymatic Turn-On Electrochemical Protein Detection", Anal. Chem., 90, 11179-11182 (2018)
  8. Matin Islami, et al., “Quercetin controlled release from high-capacity loading hyperbranched polyglycerol-functionalized graphene oxide”, Int. J. Nanomed., 13, 6059-6071 (2018)
  9. Tara B K. C, et al.,“Wash-free and selective imaging of epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) expressing cells with fluorogenic peptide ligands”, Biochem. Biophys. Res. Commun., 500, 283-287(2018)
  10. Shin-Hye Park, et al., ""All-in-one" in vitro selection of collagen-binding vascular endothelial growth factor", Biomaterials, 161, 270-278 (2018)
  11. Kentaro Yamane, et al., "Collagen-Binding Hepatocyte Growth Factor (HGF) alone or with a Gelatin- furfurylamine Hydrogel Enhances Functional Recovery in Mice after Spinal Cord Injury", Sci. Rep., 8, 917 (2018)
  12. Chen Zhang, et al., “A bioorthogonal approach for the preparation of a titanium-binding insulin-like growth factor-1 derivative using tyrosinase”, Angew. Chem. Int. Edn., 55, 11447-11451 (2016)
  13. Ken-Ichi Wada, et al., "Quantitative control of mitochondria transfer between live single cells using a microfluidic device", Biol. Open, 6, 1960-1965 (2017)
  14. Hideto Maruyama, et al., "Chemical ligation of oligonucleotides using an electrophilic phosphorothioester", Nucleic Acid Res., 45, 7042-7048 (2017)
  15. Baiju G. Nair, et al., “Enhancement of synergistic gene silencing by RNA interference using branched “3-in-1”trimer siRNA ”, J. Mater. Chem. B, 5, 4044-4051 (2017)
  16. Tran Thi Thanh Thoa, et al. "Regulation of photosensitisation processes by an RNA aptamer", Sci. Rep., 7, 43272 (2017)
©2017 Department of Biological Sciences, Tokyo Metropolitan University