研究者紹介

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研究者紹介

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超音波の情報から骨の不思議を解きほぐす

O-157病原体の毒性発現メカニズムを追求し新たな創薬モデルにつなげる

松川 真美

橋 美帆

生命医科学部 医情報学科 教授

超音波で 骨の質 を明らかにできるか？

左右されます。歯磨きに含まれるハイドロキシアパタイ
トもそのよ

生命医科学部 医生命システム学科 助教

毒素の働きを阻害する重合体ポリマーを開発

うなミネラルの一つ。松川教授らは、骨中のハイドロキシアパタイ多様な変異体の結合を抑制するアミノ酸モデルを模索

骨粗しょう症の診断では、骨の状態を正しく測定することがトの結晶の向きと超音波の速度の関係を詳しくしらべ、骨中でO-157という食中毒菌をご存知でしょうか？ 腸管出血性大腸求められます。
しかし、現在使われている超音波骨計測装置は、ナノサイズの微結晶が並ぶ向きを超音波で推定できることを示菌の一種で、O-157が出すベロ毒素（シガトキシン（Stx））
が血中

実は、Stxには赤痢菌が産生する志賀毒素と同じStx1と、個メーカーによって測定方法が少しずつ異なるため、機種によらしました。また、研究室では、産学連携も活発です。共同研究に入って脳や腎臓に運ばれると、脳の血管内皮細胞が破壊さ体レベルで毒性が非常に強いStx2があり、Stx1にはもう1種類、ない統一された正確な測定値を得ることが難しいといわれて先の企業からは新しいタイプの超音波骨計測装置が発売開始れたり、急性腎不全やHUS（溶血性尿毒症候群）など危険な

Stx2には5種類のバリアント（変異体）が存在するといいます。各います。一方、X線による検査では、骨中のミネラル量や皮質骨されており、これからも松川教授らの超音波の研究はますます症状を引き起こします。今から15年ほど前、大阪府堺市でO-バリアントに特異的に結合する阻害剤を作りそれらを組み合わ（外側の硬い骨）の厚さ、骨梁の向きなど骨の形態を測定でき社会の中で大きく羽ばたいていくでしょう。

157のアウトブレーク（大流行）が発生して一躍注目を集めました

せて用いれば、より効率良い治療ができるのではないか…。

が、現在でも毎年3千〜4千人が感染しているといわれています。

橋さんは現在、同志社大学の西川喜代孝生命医科学部医生「O-157による食中毒の創薬研究に取り組んでいます」と話命システム学科教授が確立した「多価型ペプチドライブラリー法」

すのは、医生命システム学科の 橋美帆助教。Stxというのは、という手法に注目し、各Stxに特異的な阻害剤の開発研究を行っています。ても、骨の硬さは評価できません。骨粗しょう症の診断では「骨がどれだけ丈夫か、硬いか」が大きな要素であり、このような骨光散乱法を応用してミクロな骨の性質を知るの質は総称して「骨質」と呼ばれています。
「安全な超音波を用いて、どこまで正確に骨質が見えるのか、新たな測定方法を実は骨梁が少し減少しても、日常生活を支障なく過ごしていさまざまな症状を引き起こす毒素本体である「Aサブユニット」と、確立したいですね」。医情報学科の松川真美教授は、さまざまる人も少なくありません。例えば、骨粗しょう症初期の人は、そうAサブユニットを細胞内に輸送する役割をもつ「Bサブユニット」

ペプチドライブラリーとは、20種類の天然アミノ酸を任意に組みな骨を対象に、超音波の送波条件や超音波を放射・受信するでない人に比べて、外側の皮質骨は薄くなる傾向があります。

から構成されています。私たちの細胞表面にはGb3という糖脂合わせたペプチドの混合物のこと。多価型ペプチドライブラリー

トランスデューサを工夫しながら、骨を伝搬した超音波がどのよ

しかし、同時に骨の内径が広がって、強度は保持しているそう質が存在していますが、BサブユニットはこのGb3の糖鎖部分にはこの任意アミノ酸配列を1分子中に4個持ち、より大きなクラスうに変化するのか、あるいは骨の中を伝わる音波の速度はどうです。生命のメカニズムというのは、とても不思議なものです。
「骨狙いを定めて結合し、細胞内に侵入します。
またBサブユニットター効果が発揮できるように設計されています。西川研究室でかなどを調べています。

粗しょう症が進むと骨梁が減るのですが、減少した骨梁1本のが一度に複数のGb3に結合すると、１つのGb3に結合する場合

はすでにこの手法によりStx2に対する阻害剤を開発しているそいくつかの成果も生まれているようです。足や腕などの骨の強度はどのように変化しているのでしょうか？ 物性的な興味かに比べて約百万倍も強固な結合になるそうです（クラスター効果）。

うです。
「各Stxバリアントに強く、特異的に結合する阻害剤をつ端部の内側では網目状に走向した骨梁が柔らかい骨髄に浸ら研究を始めました」。骨梁1本の直径は、わずか150ミクロンく

それならば、「たくさんGb3を集積させたものは、Stxと強く結くるために、アミノ酸をどのように配列すればいいか。多価型ペかっています。超音波がこのような骨の端部を透過するとき、らいの大きさです。松川教授は極小の骨梁にレーザー光を当て、合してその細胞内への侵入を抑制するにちがいない」。多くの

プチドライブラリー法をもとにして、最適なアミノ酸の組み合わせ

条件によっては、硬い骨梁を伝わる速い波と柔らかい骨髄をその中の超音波の音速を測定することで骨梁の硬さを調べよ

研究者がこの考えをもとに創薬開発を競い合うなか、 橋さんを迅速に選抜できるような方法を模索しています」。新たなStx伝わる遅い波に分離します。そして、硬い骨梁が多い人ほど速うと考えています。これはブリユアン光散乱と呼ばれる計測方らの研究グループは、アクリルアミドポリマーにスペーサーを介しバリアントが見つかった場合にもすぐに阻害剤がつくれるようない波が強く観測されます。
「速い波と遅い波を観測し、その波法で、透明な物質や薄膜などの硬さを測定する方法としても使てGb3の糖鎖部分を集積させた「Gb3ポリマー」を開発。Gb3ポ方法を確立したいと 橋さんは言います。すでにいくつかの有形を比べることで、骨梁の量や向きを診断することが可能になわれます。
この方法を用いて、フランスの研究者らとも共同研究

リマーは、生体内にあるStxを吸着して、その毒性を顕著に阻害効なStx結合モチーフも見つかっているそうで、これからの臨床をしています。たとえば、新生骨と古い骨の硬さ評価です。

することがわかり、 橋さんらは世界初となる経口投与型のStx応用に向けて曙光が差しているようです。

ります。
もちろん、健常な人ほど骨梁が多いわけですが」。また、骨「医学と工学の融合でこれま治療薬開発に成功しました。
「Gb3の糖鎖を集積させるだけで「この阻害剤は原料がアミノ酸なので安価に合成できます。の硬さは骨に含まれるミネラルのでにない付加価値を提供したい

はStxの毒性を抑えるには不十分だったのです。糖鎖と骨格を将来的には製薬会社等と協力し、産学官の連携で私たちの研量やその結晶の向きによってもですね」。多くの人の期待を背に、つなぐスペーサーの長さの重要性に気がついたことが決め手と究シーズを世の中に役立てていきたいですね」。その笑顔の向松川教授と骨との付き合いは、なり、治療薬開発につながりました」とその成果を語ります。

こうには、O-157などで苦しむ患者さんを救いたいという思いがあふれています。

まだまだ続いていきそうです。
光散乱の測定システム

教員の横顔

Mami Matsukawa

他の研究テーマは、超音波による非破壊評価法の研究・各種トランスデューサ・計測システムの開発など。海外の研究者、企業との共同研究にも積極的。研究シーズの社会展開にも力を注ぐ。また、幼少の頃、大河ドラマで「国盗り物語」を見て以来、ずっと司馬遼太郎のファンだという筋金入りの歴史マニア！ 数ある歴史上の人物の中でも、細川幽斎に魅力を感じると集束しながら海綿骨中を伝搬する音波のシミュレーション結果12いう。
「戦国の世をしたたかに生きた文武両道の武将・歌人」と熱く語る。

大腿骨の皮質骨（外周）と内部の海綿骨

教員の横顔

Miho Takahashi

研究テーマは、Stx細胞内小胞輸送に関する研究など。2003年から5年間、国立国際医療センター研究所臨床薬理研究部で研究を行う。現在は、同志社大学において、Stxの毒性発現機構を解明して、経口投与タイプの治療剤の開発などに取り組んでいる。関西での暮らしは今回が初めて。免許取得以来、乗っていなかった自動車の運転を始めたそうで、「このあたりは自然が多く、四季の移ろいが感じられて楽しい」と笑顔を見せる。

Heart & Hand 13