第12回学術奨励賞受賞者論文

生体リズムの分子機構を基盤とした臨床薬剤学：
癌細胞を標的とした時間薬物送達システム
松永直哉✉
九州大学大学院

薬学研究院

薬剤学分野

動（概日リズム）の研究をされていました。これら

はじめに
日本時間生物学会学術奨励賞

研究は、医療現場での問題点解決（トランスレーを受賞させていただきましたことを心より感謝申し

ショナルリサーチ；TR）、さらにテーラーメード医あげます。理事長の近藤先生、事務局長の近藤先生療に向けた取り組み（リバーストランスレーショナ

また選考委員長の柴田先生をはじめといたします選

ルリサーチ；rTR）でした。薬剤師であり研究者で考委員の先生方に、深く御礼を申しあげます。まある先生方が科学的視点より、医療現場における問た、学生時代よりご指導を賜っております第21回

題を解決し、基礎研究を医療現場に還元していく姿

時間生物学会学術大会長の大戸先生、大会事務長のは、非常に魅力的で憧れを抱いていました。現在、小柳先生にこの場をお借りいたしまいて感謝の意を

私は大戸先生の下で、生体リズムの分子機構を薬剤表します。本受賞は、多くの先生方の細やか指導学的視点より解析し、医療現場における問題点解決と、昼夜を問わない研究を共にしてくれた学生のや、テーラーメード医療への応用に向け研究をして方々のおかげであります。本稿では、医療薬学研究います。

この度は、第21回との出会いと、現在の取り組みを寄稿させていただ
２．薬剤学とはきたいと思います。

薬剤学は、「薬物を種々の部位から投与するための製剤的工夫を凝らし、体内での薬の動きを科学的

１．医療薬学研究との出会い
平成18年度より学校教育法が改正され薬学部が、に 制 御 す る 手 法 を 構 築 す る た め の 学 問 で あ る。

４年制から６年制学部となり、もうすこしで10年が（Perspective

薬剤学監修大戸茂弘）」と教え経とうとしています。これら改正は、現在の医療技られています。つまり、薬物が生体に投与され効果術の高度化、医薬分業の進展等に対応できる、高いを発揮する前後に関わるすべての過程に関連する学資質を持つ薬剤師養成が目的とされています。しか問であります。

しその一方で、約20年前には、すでに九州大学で国薬物は、必要な量とタイミングに作用部位に到達立大学としては初めての試みとして医療薬学専攻分できることで最大の効果を発揮しやすくなります。

野が設置されていました。この医療薬学専攻分野

最近では、製剤的工夫により、量と時刻がコント

薬物動態学教室

駿先生は、薬物動態ロール可能となっています。これら技術は、総称し学を駆使し医療に通じる薬学研究をされていまして 薬 物 送 達 シ ス テ ム（Drug Delivery System;た。

DDS）と言われています。DDSは生体内での薬物教授

樋口

薬の移行過程の制御を目的として設計され、表１に示教授の家入一郎先生なすように３つの移行過程の制御があります。またここの薬物動態学教室には、現九州大学大学院学研究院

薬物動態学分野

薬剤学分野

れら移行過程の制御手法として、剤形の形状に機能教授であり薬学部長の大戸茂弘先生がおられましを修飾する物理化学的手法、薬物のプロドラッグ化た。家入先生は、薬物の効果副作用の個人差の機構などの化学的手法、生体膜の薬物透過性を改善するの解明、そして大戸先生は薬をいつ服用すれば効果吸収促進剤や細胞膜に存在するレセプターを標的にを最大にまた副作用を最小にできるかいう個体内変するなどの生物学的な機能を利用した生物学的手法

らびに現九州大学大学院

薬学研究院✉matunaga@phar.kyushu-u.ac.jp
時間生物学─ 10 ─

Vo l . 21 , No . 1（ 2 0 1 5 ）表１

薬物送達システム（DDS）の分類
Perspective 薬剤学より改変が用いられています。私は、標的指向化DDSに着子として着目せれています。現在、世界中で活発に目し、生体リズムの分子機構を基盤とした新規の薬本分子を標的とする癌治療戦略が考えられている点物送達方法の構築を目指しました。

からも、重要性が示唆されます。
リガントであるTfを利用した製剤は数多く開発

３．トランスフェリンレセプター（TfR）を標的とした薬物送達システム（DDS）されています（１）。低分子化合物，タンパク質，核酸，ナノ粒子およびウィルスなどにTfを結合さ現在、日本では３人に１人が癌で死亡することがせ、癌細胞への物質送達を目指した製剤です。その知られています（厚生労働省）。よって癌は国民病製剤の中に、既存の薬剤を応用できるなどの有用性ともいわれ、「がん対策推進基本計画」が設けられ

よ り、 脂 質 二 重 膜 か ら な る 薬 物 運 搬 体（ キ ャ リるなどしていますが、未だ課題が多くあり新しい治アー）のリポソームが注目されています。リポソー療法や診断方法の確立が望まれています。癌治療

ムは、その脂質構造より、内部に薬剤を封入でき、は、大きく「手術療法」「化学（薬物）療法」「放射またその脂質膜にタンパク質、抗体などを修飾結合線療法」と大きく３つに分類されます。中でも薬物できることから、現在多機能性のリポソームが開発

療法は、手術や放射線治療などの局所的な作用のみされています。よって我々は、帝京大学薬学部

ならず、広範囲に作用することから、血液系の癌や山一雄癌の他臓器への転移や転移の可能性が考えられる場

ム製剤を用いた時間薬物送達方法の研究を行うこと合などに対応できる有用な治療法であります。しかにしました（２）。

丸教授との共同研究により、Tf−リポソー

し薬物療法に用いる抗癌剤は、正常の細胞にも作用することから、有害な作用がでる事が多いため、癌腫瘍細胞のTfRシステムの日周リズムに着目した薬細胞や癌組織により選択性の高い治療薬の開発が望物送達システムまれています。そこで我々は、癌細胞により多くの過去の報告より、癌細胞の増殖パターンには日周薬物を送達させるため、癌細胞に多く発現する鉄のリズムが認められます（３）。そこで、マウスに癌取り込みに関わるレセプター、トランスフェリンレ細胞を移植した、担癌モデルマウスを作成し、癌組セプター（TfR）に着目しました。

織におけるTfRの発現リズムを解析しました。そのTfRは、リガンドであるトランスフェリン（Tf）

結果、TfR mRNA およびタンパク質の発現に日周を細胞内在化する能力があることから、Tfを結合リズムが存在することを明らかとしました（４）。

した物質は効率よく細胞内に輸送される特性を持ちそこで本結果を応用し、これら日周リズムのタイミます（１）。この機能からから、TfRが多く発現すングとTf−リポソーム製剤を組み合わせた新しいる細胞、特に癌細胞への薬物の標的指向性の向上、薬物の送達方法を考案しました。

および細胞病理学的診断解析などの実用性が高い分
時間生物学

まず初めに、培養細胞を用いTfR発現リズムに依Vo l . 21 , No . 1（ 2 0 1 5 ）─ 11 ─

また、腫瘍移植モデルマウスを用いた検討では、TfR1発現量が低値を示す９時と高値を示す21時にTf-lipo-OHPを投与した結果、腫瘍中のL-OHP濃度は、９時と比較し21時投与群において高値を示しました（４）。また、抗腫瘍効果を検討した結果、９時投与群と比較し腫瘍内L-OHP取り込み量が増大した21時投与群において抗腫瘍効果が増大しました（４）。TfRの発現リズムにTf−リポソームなどのDDSを組み合わせた薬物治療方法は、薬物の作用点に薬物を効率よく送達できる新規の時間薬物送達
図１

時間薬物送達システム（DDS）の模式図方法として応用できると考えられました（図１）。
おわりに存したTf−リポソーム製剤の細胞内への取り込み

未だ医療現場では多くの問題点があり解決が必要を確認しました。培養細胞に高濃度血清処理を施すとされる分野は多く存在します。その一方で、近年ことにより、生体で認められる分子時計リズムを再も新規の体内時計機構が次々と明らかにされていま現できます（５）。そこで培養Colon26腫瘍細胞にすが、私は薬剤学的視点より体内時計の分子機構を高濃度血清処理を施し、経時的に細胞のTfR1の発育薬創薬研究に活かしていきたいと思っておりま現量を測定しました。その結果、約24時間周期の発す。

現の増減をくりかえしたことより、細胞内因子によりリズミカルに発現が制御されている可能性が示唆引用文献されました（４）。

１．Daniels TR, Bernabeu E, Rodríguez JA, et al:

さらに、TfRの発現が低値を示す時刻と高値を示

Biochim Biophys Acta 1820:291-317（2012）

す時刻に抗がん剤オキサリプラチン（L-OHP）封２．Suzuki R, Takizawa T, Kuwata Y, et al: Int J

入Tf-リポソーム（Tf-lipo-L-OHP）を暴露し細胞内L-OHP取り込み量を測定しました。その結果、TfRの発現量の増減と対応したL-OHP細胞内取り込み

Pharm 346:143-150（2008）
３．Nakagawa H, Koyanagi S, Kuramoto Y, et al:
J Pharmacol Sci 107:401-407（2008）

が認められました（４）。その一方で、非同調細胞

４．Okazaki F, Matsunaga N, Okazaki H et al:ではTfRの発現リズムが認められず、Tf-lipo-L-OHP

Cancer Research 70: 6238-6246（2010）の取り込み量も、時刻に差異は認められませんでし５．Balsalobre A, Damiola F, Schibler U: Cell
93:929-937（1998）

た。

時間生物学

─ 12 ─Vo l . 21 , No . 1（ 2 0 1 5 ）