薬 剤 学, 73 (3), 171‑175 (2013)≪若手研究者紹介≫

DDS の理想を追いかけて

清 水 広 介* Kosuke Shimizu
静岡県立大学薬学部医薬生命化学分野

多く，とりあえず目の前に置かれている状況を突破

1．研究者誕生秘話することが最優先であった．当然のことながらテス研究のゴールはどこにあるのか．ノーベル賞を取ト後に残る知識も少なく，果たして自分が今何の勉ることか．新しい薬を作り，多くの患者を救うこと強をしているのか，この知識が自分の将来にどう役か．私が研究という言葉を初めて知ったのは中学生立つのか，そういった疑問がまた自分に負のスパイの頃である．将来なりたい職業についてうまく書け

ラルを生み出し，もしかしたら薬学は自分にはハーず，どんな職業があるかと参考に見たパンフレット

ドルが高すぎたのではと思ったことも多々あった．にあったイメージ図（色の付いた液体が入ったフラ

当時は知ることはできなかったが，薬学の教育カリスコを持ち，白衣を着た人が立っている図）が自分キュラムにおいてはそれら一つ一つが欠かすことなの中で格好良かったため，そこに書いてあった科学く重要であり，恥ずかしながら今となってももう一者という言葉を書き写したことが始まりである．親度一から勉強し直し，それらを深く理解したい気持にその話をすると「将来がんの特効薬を作れば，ノちさえある．

ーベル賞を取れるよ」と言われ，研究とは何か新しさて自分の中で研究という分野に足を踏み入れるいものを作る職業で，科学者はみんなノーベル賞を大きな岐路となったのは，間違いなく研究室配属で取りたいものなのかと思ったことを今でも覚えていある．前述したとおり，焦りとプレッシャーに押しる．それから将来はというつぶされそうになっていた学部生時代，研究という漠然かつ壮大な夢を冗談交じりで言うことが増え言葉はいつの間にか自分の奥底にしまわれ，卒業後た．高校時代，祖父をがんで亡くし，自分の中で がは薬剤師として病院か調剤薬局で働き，目の前に立んはくやしい存在という思いは強まった．時は過つ患者一人一人と向き合い救うことが自分の役目かぎ，大学受験．理系の学部を探し，実家から徒歩圏と思い始めていた頃のことである．実際，研究とい内という好条件にあった静岡県立大学薬学部を受験うものの実体をつかめないまま研究室を選ぶ時期にし合格．結果としてこれが，自分と薬学とをつなぐはなってしまったが，自分が何をやりたいかと考え大きな出来事となった．学部生時代は難易度の高いた時，そこにはやはりキーワードとして講義内容に圧倒され，テスト前に徹夜ということもあったため，がん治療 DDS（Drug delivery system）

がんの特効薬を作る

がんがを専門に研究する現所属教室である医薬生命化学教*2001 年静岡県立大学薬学部卒．2005 年同大学院薬学研究科博士後期課程中退後，同大学助手（現助教）．博士（薬学）．研究領域：リポソーム DDS．研究モットー：創造は想像から．趣味：音楽，キャンプ，スポーツ等
多数．清水エスパルスと広島カープのファン．ラーメ
ンと晴れた日に芝生の上で飲むビールをこよなく愛する．連絡先：〒422–8526 静岡市駿河区谷田 52–1
E-mail：kshimizu@u-shizuoka-ken.ac.jp

室（当時は放射薬品学教室）を希望した．余談ではあるが，ちょうどその頃，同教室現教授である奥 直
人先生の講義内容が自分にとってわかりやすく，この先生のもとでいろいろと指導を受ければ，自分の方向性が見つけられるかも知れないと勝手に決めつけていたことも要因の一つである．ただ，この物事

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を決める時のフィーリングとそこから生み出せる可単位とし，球状をとったカプセルのようなものであ能性への信念は今でも大切にしている．幸運にも同り，擬似細胞型という点から，生体適合性の高さを研究室に配属が決まり，そこから DDS の魅力にと最大限に生かした薬物キャリアと言っても過言ではりつかれた研究者としての生活が始まった．

ない．またターゲティング能を付与することができ

2．リポソーム DDS の可能性に魅了されてるという点は，自分が見据える DDS 理想像に適合していた． がんを狙い撃ちできる薬物キャリア ．

私が研究室に配属後詳しい研究内容を決める際，なんとも頼もしい．私が初めて封入を試みた抗がん

がんは重要なキーワードであったが，実は DDS に剤は，ドキソルビシンと同様に弱塩基性低分子化合も惹かれていた．特にターゲティングというのは，物であったため，リポソーム内外の pH 勾配を利用自分の興味を強くかき立てた．たぶんこれは自分のしたリモートローディング法による封入を試みた．

性格とマッチしていた部分が大きいのではないかと化合物特性，膜特性を生かして薬物を封入するこの考えている．というのも昔から競馬のゲームや宝く原理を知った時，なんて理にかなった封入方法なのじといった娯楽に興味を持っており，ワンチャンスだろう，こういったアイデアはどこから来るのだろで大きなものをつかむ魅力というのが，DDS 研究にうと思った．たとえそれがノーベル賞級の研究ではも垣間見えたからである．余談ではあるが競馬で財なかったとしても，自分にとって非常に印象深かっ

産を 2 倍にするというのは，幼少からの私の夢であたことを覚えている．そして何より自分にインパクる．私は今でも，ターゲティング DDS こそ自分がトを与えたのは，リポソーム化した抗がん剤を用い思い描く理想の薬物治療戦略だと考えている．体のて動物治療実験を行った時のことである．サンプル中に入った薬が，患部だけに送られて作用して効く．

を投与することによって，固形がんが小さくなってこれこそ薬物送達の究極なのではないか．非常に魅いくことを目のあたりにし，ああこの何ともいえな力的である．

い驚きと発見が研究の醍醐味なのかと．今でも実験

私とリポソームとの出会いは，研究室生活が始まをしていて，どのような形であれポジティブデータってからである．当初，細胞内小器官であるリボソが出た時の喜びと，小規模ながらも世界でこのデーームのことかと思っていたくらい全くの無知であっタを知っているのは自分ただ一人という優越感，そた．しかしこれに関しては，たぶん自分以外にもこの結果から広がる可能性の想像，これらの瞬間を大の間違いをした人は少なくないのではと勝手に思っ切にしている．結局この実験は，リポソーム化によている．初めて与えられたテーマは新規抗がん剤のって原薬の副作用を軽減できるという結論だけに留

リポソーム化とがん治療に関する研究であった．分

まり，革新的な開発までは行かず中断せざるを得な

子標的治療薬がまだ上市されていなかった当時，細かったが，学術雑誌に掲載されるまで一通りできた

胞増殖を止めることによりがん細胞を殺傷する古典

ため，いわゆる研究というものの一連の流れを知る的な抗がん剤の開発も進められてはいたが，同時にことができた 1）．

副作用も強く，その開発は行き詰まりを見せている

自分にとって研究とは何なのか．説明することは状況にあった．効く薬は無数にあるこの状況を打破

なかなか難しい．しかしあえて言うのであれば，例するべく，日本においても脚光を浴びていたのがリえは非常に悪いかもしれないが，趣味に近い要素をポソームなどの薬物ナノキャリアを用いた DDS 治含んでいると自分では思っている．病気に苦しむ患療戦略であった．当時欧米では既にがんを適用とし者を救うことを最大かつ最終の目標とし，生命を追®

た Doxil （日本においては 2007 年に承認）などが求する仕事であるため，自己満足要素の多い遊びの承認されていたが，日本においてはリポソーム製剤

趣味とは大きく異なるが，ある目的に向かって追求すら上市に至っておらず（2003 年の加齢黄斑変性症

し，結果を出した時の達成感は似たものがあると考®

を適用とした Visudyne が初），抗がん剤封入リポえる．この達成感を味わいながら，さらなる高嶺をソームの早期承認が期待されてはいたが，ドラッグ目指し精進していく日々．自分にとって研究は合っラグなどの問題からなかなか進んでいなかった．リているのかもしれない．

ポソームは細胞膜と同じ脂質二重膜構造を基本構成
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3．想像から創造へ
リポソームを用いた DDS で何がそしてどこまでできるか．私はよく勝手な妄想を抱く時がある．自分は決して知識が豊富というわけではないので，物事を整理・理解する時には頭の中でイメージすることが多い．それは机の前に座って遠くを眺めている時であったり，湯船に浸かって目を閉じている時であったり．こんなものがあったら便利だな，これを応用すればこんなことができるのでは．そんなことをよく考えている．もちろん想像から現実に戻って来た時には，論理的，物理的等々の理由により，現時点の自分に実現させることが難しいことを知らされるわけであるが，こういったイメージ作りから入るのは，自分の研究スタイルであり，大事なことだと思っている．研究の構成は非常にシンプルなもの

図1

リンパ管新生によるがん組織内のリポソームの挙動変化の仮説図
がん組織内に排除系であるリンパ管が多く存在することにより，がん組織に集積したリポソームの挙動，さらにはがん組織へのリポソーム集積そのものに変化が出てくる可能性がある．

であり，シンプルであるがゆえに完成させるのが難しいものであると考えているわけだが，その初期段階の想像に関してはいくらでもできる．研究費もか調節の役割を担っているため，私はこの排除系であからない．そんな私の想像から生まれた研究についるリンパ管に着目し，古くからがん組織におけるリて一つ紹介させていただきたい．

ンパ管は未発達とされ，集積したリポソームが排除

がん細胞は正常細胞の DNA が異常となり，異常されにくく，それが EPR 効果における滞留効果の増殖・遠隔転移する能力を持つようになるわけであ

重要なファクターとされてきた背景を踏まえ，このるが，そのがん細胞を取り囲む微小環境もまた，がようなリンパ行性転移を起こしやすいがん種に関しんの増大に伴って変化し，正常組織とは異なった様ては，がん組織に集積したリポソームのその後の挙相となっていることが知られている．なかでもよく動，さらには集積性そのものに影響が出るのではと知られているのはがん組織における異常な血管構築考えた（図 1）．ちょうど洗面台の排水溝に異常が生であり，がん細胞の密度が高くなるのに伴い，酸素じた場合，蛇口から出てきた水がどうなるかを想像や栄養素の供給ルートの確保として新生血管が誘導していただければ良い．きっと洗面器に溜まる水のされ，細胞増殖に好都合な環境を作り出している．

量や挙動に変化が生じるであろう．それが抗がん剤

その構造特性を逆手にとって，血管透過性が亢進しを封入したリポソームであれば，その治療効果にもたがん組織に粒子径 100 nm 程度の薬物ナノキャリ影響が及ぶのは間違いない．実際の実験としてはまアを Enhanced permeability and retention effect

ず，リンパ管新生を誘導するがんのモデルを作製す（EPR 効果）により受動標的化する手法や，血管新るために，リンパ管新生促進因子 VEGF-C（Vascular生阻害によるがん兵糧攻めもまたよく知られている

endothelial growth factor-C）の遺伝子をがん細胞がん治療戦略である．一方で 1990 年代後半からリに導入し，VEGF-C 発現の高いがん細胞を選別しンパ管検出の技術が発達し，新たなリンパ管の構築た．この細胞を用いて固形がん担がんマウスを作製

現象，リンパ管新生とがんのリンパ行性転移の関係し，実際にリンパ管新生が促進されているか確認しについて注目され始め，特に乳がんやメラノーマとたところ，VEGF-C の発現のみならず，リンパ管内いったリンパ節転移しやすいがん種に関しては，が皮細胞のマーカーである LYVE-1（Lymphatic vesselん組織に新生リンパ管が多数存在することが明らか

endothelial hyaluronan receptor-1）の発現が有意となった 2）．リンパ管は元来，免疫担当細胞のリクに高くなっていることが確認された．この固形がんルート経路のみならず，組織における膠質浸透圧の担がんマウスを腫瘍リンパ管新生誘導モデルとして

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13/04/03 9:24用い，実際に PEG（Polyethylene glycol）修飾リポ
ソーム尾静脈内投与後のリポソームの固形がんへの集積を比較したところ，がん組織中のリンパ管の密度によって，リポソームのがんへの集積に違いが生じることを明らかとした．また固形がんにおけるリポソームの分布について調べたところ，リンパ管が多く存在することによりリポソームのがんにおける分布が広範となるデータも得ることができた．本実
験で得られた結果から，がんにおけるリンパ管新生により，リポソームのがん局所内の挙動に変化が生じ，結果としてリポソームの固形がんへの集積に変化がもたらされたと考察している．詳細データについては本誌においては割愛させていただくが，論文化に向け準備を進めているので，掲載された際にご覧いただけたら幸いである．今後はこの集積の違いが治療効果にどう結びつくか追求し，抗がん剤封入リポソームを用いたがん治療において，より効率的

図 2 標的化と逆標的化の違い
従来の標的化（上段）は，抗体等の機能性分子を表面修飾したリポソームを，標的となる細胞や臓器に送達する戦略であるのに対し，逆標的化（下段）は，抗原となる分子をリポソーム表面に修飾することで，抗原特異的な抗体を細胞膜表面に発現する免疫細胞群に認識させる手法である．リポソームがいわゆる 囮（おとり） となることで，内封する薬物をそれらの細胞群に特異的に作用させることができる．

な治療方法を発案していきたい．
4．新しいターゲティング概念の実用化に向けてしてこの反応がアレルギー反応を引き起こし，花粉症や重篤な自己免疫疾患を引き起こすことも知られターゲティング DDS を理想に近づけるための一ている．私の研究室ではアレルギー発症メカニズムつのファクターとして，用いる標的化プローブの特において，B 細胞などの免疫細胞群がアレルギー反異性がある．特異性が高ければ高いほど，標的とな応を引き起こす抗体を分泌する際，細胞膜表面に発る細胞または臓器への送達効率が良くなるのは言う

現する抗体を介してその抗原を特異的に認識する過までもない．研究段階ではあるが，現在標的化プロ程を経る点に着目し，発症の根源となる抗原を表面ーブとして用いられているものには，抗体を含めた修飾したリポソームを投与することにより，これらタンパク質，機能性ペプチド，糖鎖，低分子化合物の細胞群にリポソームを認識させ，さらに内封するなどがあり，標的となる細胞に多く発現する分子を細胞障害性薬物により特異的に殺傷できれば，アレ特異的に認識することで，薬物キャリアや薬物そのルギーの発症を元から絶つことができ，根治療法にものの送達を向上させることが可能となる．このよつながるという新たな標的化治療戦略を提唱してきうなタイプのターゲティングはしばしばアクティブた．前述のように抗体などを標的化プローブとしてターゲティングと呼ばれており，実用化に向け新た用い，標的細胞に能動的にキャリアを送達するのでな標的分子またはプローブ分子の探索が盛んに行わはなく，抗原を表面に修飾することで免疫細胞群にれている．私も以前から，新生血管内皮細胞を標的認識させるこの標的化戦略を当研究室では逆標的化とするペプチドやがん細胞上に発現した分子に対す（リバースターゲティング，Reverse targeting）とる抗体をリポソームの標的化プローブとして用い，呼んでいる（図 2）．ちょうど免疫細胞に対し，抗原抗がん剤をそれらの細胞に送達することで強く障害修飾リポソームが 囮（おとり） となり，内封するし，がん治療効果改善を目指す研究に取り組んでき薬物によりそれらの細胞が殺傷される構図である（図3）3）．この概念を導入するにあたり，モデル抗原とし一方，生体内における分子間の特異的相互作用のて卵白アルブミン（OVA）を用い，OVA 修飾リポソ代表格として抗原抗体反応があり，抗体による抗原ームの免疫細胞への認識について検討を行ったとこへの反応特異性が自己・非自己を決定し，自身を内ろ，OVA 修飾リポソームが抗 OVA 抗体に特異的に因性および外因性の異物から守っている．また時と結合することを明らかとし，OVA で事前に感作した

た ．

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のアレルギー疾患，自己免疫疾患治療への応用も可能である．現在花粉症を含め，他のアレルギー疾患に対する検討を行っている．もちろん実用化へは多くの課題が残されているが，いつかアレルギー疾患の根治が実現できるように，本治療戦略の有効性，有用性など多く情報を発信していきたい．
今回，若手研究者紹介として本稿を執筆する機会を与えていただき，大変感謝致しております．これまで自分が歩んできた研究者としての道のり，研究理念，研究内容，さらには私自身を広く知っていた
だいた上で，今後また多くの方からご指導，ご鞭撻，ご支援がいただけたらと思います．まだまだ研究者
図 3 逆標的化を利用したアレルギー疾患治療の概念図
アレルギー発症の抗原となる分子を修飾したリポソームは，その特異的抗体を細胞表面に発現する記憶B 細胞や肥満細胞に認識され，内封する薬物によりそれら細胞群に致死的障害を与えることができる．これによりその後のアレルギー反応を抑えるだけでなく，アレルギー発症そのものを長期的に抑えることが可能となる．

として力不足なところは多くありますが，いつか自分が夢見た理想の DDS を実現するその日まで，いろいろなことに挑戦していきたいと思います．これからもどうぞよろしくお願いいたします．
最後に私が研究者として現在に至るまで，奥 直人教授を含めた静岡県立大学薬学部医薬生命化学教室のメンバーを始め，多くの方々にご指導，ご支援をマウスにおける OVA 特異的抗体の抗体価が，OVA賜りました．末筆ながらこの場を借りて深く感謝い修飾リポソーム尾静脈内投与後に有意に上昇するこたします．

4）とも明らかとした ．また全身免疫を司る臓器であ

引 用 文 献る脾臓へのリポソームの集積が，OVA の表面修飾により有意に高くなり，脾臓内の分布については B 細胞集団と共局在していることも同時に確認された．
さらに細胞障害性のモデル薬物としてドキソルビシン（DOX）を用い，DOX を内封した OVA 修飾リポソームを OVA 感作マウスに投与したところ，その後の追加免疫における OVA 特異的抗体の血中抗体価の上昇が，有意に抑制されることが明らかとなった 5）．これらの結果より，抗原となるタンパク質を標的化プローブとして用いることで，その抗原を特異的に認識する免疫細胞群へと薬物キャリアを送達でき，さらに内封する薬物によりその細胞群における免疫反応も強く抑制できたことが示唆された．この逆標的化戦略の最大の利点は，何と言っても標的特異性である．抗原に対する抗体の認識特異性が，薬物の送達特異性を決定しているため標的特異性は極めて高く，他の免疫反応にも影響が少ないことが予想される．さらに修飾する抗原となるタンパク質

1) K. Shimizu, M. Takada, T. Asai, K. Irimura, K.
Baba, N. Oku, Potential usage of liposomal 4baminoalkyl-4′-O-demethyl-4-desoxypodophyllotoxin (TOP-53) for cancer chemotherapy, Biol.
Pharm. Bull., 25, 783–786 (2002).
2) M. Skobe, T. Hawighorst, D. G. Jackson, R. Prevo, L. Janes, P. Velasco, L. Riccardi, K. Alitalo, K.
Claffey, M. Detmar, Induction of tumor lymphangiogenesis by VEGF-C promotes breast cancer
metastasis, Nat. Med., 7, 192–198 (2001).
3) K. Shimizu, T. Asai, N. Oku, Antineovasculartherapy, a novel antiangiogenic approach, Expert
Opin. Ther. Targets, 9, 63–76 (2005).
4) K. Ichikawa, T. Urakami, S. Yonezawa, H. Miyauchi, K. Shimizu, T. Asai, N. Oku, Enhanced desensitization efficacy by liposomal conjugation ofa specific antigen, Int. J. Pharm., 336, 391–395(2007).
5) K. Ichikawa, T. Asai, K. Shimizu, S. Yonezawa, T.
Urakami, H. Miyauchi, H. Kawashima, T. Ishida,H. Kiwada, N. Oku, Suppression of immune response by antigen-modified liposomes encapsulating model agents: A novel strategy for thetreatment of allergy, J. Control. Release (2013) inpress.

を換えることで，理論上抗原が特定されている多く薬 剤 学 Vol. 73, No. 3 (2013)

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