薬 剤 学, 77 (4), 206-210 (2017)≪若手研究者紹介≫

PEG 修飾リポソームに対する免疫反応機構解明とワクチンへの応用

清水太郎*

Taro Shimizu

徳島大学大学院 医歯薬学研究部 薬物動態制御学分野

1．はじめ系の素晴らしさに衝撃を受け，免疫に絡んだ研究をに行いたいと強く考えていた．当研究室ではリポソー

薬学部に入学した頃は，大学で研究を続けるとはムに対する免疫反応について研究しており，私は迷全く思っていなかったが，気づけば学術研究の魅力わず選択した．当時から薬剤学教室は学生の人気もに惹かれて現在に至っている．自分で言うのも何だ高く，最終的にじゃんけんで配属を勝ち取った．今が，真面目さと勉強熱心さだけが取り柄であり，創思えば，恐ろしい話である．一方で，配属後の研究造的な研究を続けられるとは思っていなかった．しテーマの決定では，同期の皆が抗がん剤や siRNA をかし，学部時代から博士課程までの間，自由な発想用いたがん治療デバイスの開発に関するテーマを希のもとで研究できる環境で，際田弘志先生（現名誉望したため，私は希望通りリポソームに対する免疫教授），石田竜弘先生（現教授）からご指導を賜り，反応に関するテーマを選択することができた．研究

研究を一生の仕事として続けていきたいと思うようテーマの選択では学生間で揉めることもあるかと思になった．研究テーマは，一貫してドラッグデリバうが，自分が好きなものを選べたことが幸運であっリーシステム（DDS）と免疫に係るものであり，現た．

在特にがん免疫療法に注目した研究を行っている．

希望通りの研究テーマで研究を開始したものの，まだ学術研究者としての一歩を踏み出したばかりの

正直，研究者として生きていけるとは全く考えてい私であるが，これまでの研究生活について，研究内なかった．と言うのも手先が不器用で，なかなか動容についても少し触れながら紹介させていただく．

物実験がうまくできなかったからである．なかなか

2．研究との出会い（学部・修士時代）

うまくできない私に辛抱強く付き合ってくれた当時の先輩方には今でも感謝している．この時期には，私の研究生活は，際田先生主宰の徳島大学薬学部不器用なりに，人よりも多く実験をこなし，論文情薬剤学教室で開始した．私は高校の生物で免疫を習報を多く集めて勉強し，考えることに必死に取り組った時から，異物に特異的に反応して排除する免疫んだ．また当時は，王新宇博士（現大塚製薬），跡部*2009 年 3 月，徳島大学大学院薬科学教育部修士課程修了．同年，（株）廣貫堂入社（2011 年 7 月退社）
．2014
年 9 月，同学博士課程修了，博士（薬学）取得．2014
年 10 月より，同学の総合薬学研究推進室特任助教に着任．その間，ブリティッシュコロンビア大学に半年間留学．受賞歴は，第 41 回製剤・創剤セミナー，第 25 回DDS カ ン フ ァ ラ ン ス に て Postdoctoral Presentation
Award を受賞．研究テーマ：DDS を利用したワクチン開発．連絡先：〒770–8505 徳島市庄町 1–78–1
E-mail: shimizu.tarou@tokushima-u.ac.jp206

一孝博士（現徳島文理大学助教），田上辰秋博士（現名古屋市立大学講師）などをはじめとした先輩方に助けていただいた．特に研究グループの直近の先輩である王博士には大変お世話になった．何か新しい実験を始める際にはいろいろと相談にのってもらい，最後には「いける，いける（阿波弁で，大丈夫，何とかなる，という意）」と背中を押していただいた
ことで心強い気持ちで実験を始めることができたこ

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とを記憶している．一方で，研究を始めたての頃に士修了時に全額免除をいただけた．研究自体に対すはよくあることではあるが，拙い知識と技術で何かる直接的なモチベーションではないが，研究に必死新しいことができると思い込み，横道に逸れることに取り組む一つのきっかけであり，そこからいつしも多々あった．その度に際田先生には「お花畑でたか研究に魅了されるようになった．

だ花を摘んでばかりじゃ駄目だぞ」と諫められるこ

修士課程で取り組んだ主な研究は，PEG 修飾タンともあった．そうは言っても，際田先生，石田先生

パクや PEG 修飾アデノウイルスに対する抗 PEG 免

ともに自由な発想でいろいろな実験をさせてくれた（今回は割愛させていただく）と，PEG 修疫反応 3）ため，研究が面白く感じるようになった時期でもあ

飾リポソーム反応性の脾臓細胞の解析である．当時，った．

PEG 修飾リポソームは脾臓辺縁帯に存在する辺縁学部生の当時の私が取り組んでいた研究は，PEG

帯 B 細胞を刺激して，抗 PEG 抗体が誘導されるこ

修飾リポソーム繰り返し投与時に生じる Accelerat-とが既に明らかになっていた．私は，蛍光標識した

ed Blood Clearance（ABC）現象の発現機構の解明

PEG 修飾リポソームを単回投与した後の脾臓切片であり，特に PEG 修飾リポソームに結合する抗体観察やフローサイトメトリー解析を行うことで，当の特性評価であった．ABC 現象の詳細については他該細胞の挙動を観察しようとしたが，残念ながら，の総説 をご覧いただければと思う．抗体の特性評測定に用いた機器の感度の問題もあり，当時は観察価に関しては，ELISA の測定系を確立することからできなかった．このまま終わるのももったいないと始まり，誘導された抗体が PEG に結合することを考えた私は，ひとまず PEG 修飾リポソームの繰り明らかにした．遊離型の PEG への結合を評価する

返し投与時の脾臓内動態に着目した．ABC 現象発現際には競合 ELISA 法を用いたが，この測定法の妥時には肝臓のマクロファージが PEG 修飾リポソー当性については先生方と何度か議論になった．本実

ムを多量に取り込むことが分かっていた．そのため，

験では，遊離型の PEG を競合物質として用いたが，脾臓のマクロファージも取り込み，脾臓にも多く蓄PEG はタンパク沈殿にも用いられるため添加量が増積すると予想していたが，実際その通りだった．そえると抗体を沈殿させ，結果抗体の結合を阻害した

して興味深いことに，取り込みに関わる細胞はマクように見えているのではないか，PEG がコーティン

ロファージではなく，辺縁帯 B 細胞であった 4）．さグ物質を剥がすのではないかなど様々な指摘を受けらに，本来辺縁帯に局在するはずの辺縁帯 B 細胞がた．最終的にはいずれも問題ないことを確認できた濾胞に遊走することで，PEG 修飾リポソームの蓄積が，何か新しい測定系を確立するには，その妥当性が辺縁帯から濾胞に変化することが分かった（図を様々な観点から確認しなければならないことを実1）．これは，辺縁帯 B 細胞が辺縁帯から濾胞へとリ1）感した．
一つの自信になったのが，研究室配属から 1 年経たない 4 年生の夏という早い時期に DDS 学会で口頭発表をする機会を与えていただいたことだ．質疑応答の時に石田先生のヘルプが出る羽目となったが，それでも発表したこと自体が少し自信になった．
また，王博士の実験のお手伝いもさせてもらい，初めて論文に名前が載ることになり，非常に嬉しかった 2）．このような第三者の目から批評してもらう機会は，自分の研究を見つめ直す良い機会であったことは言うまでもない．加えて，研究に取り組む別のモチベーションもあった．私は日本学生支援機構の奨学金をいただいていたが，大学院生では成績優秀者が全額免除される．学会発表や論文投稿は一つの評価点であったため積極的に取り組み，最終的に修

図1

PEG 修飾リポソーム 2 回繰り返し投与時の脾臓内動態変化

薬 剤 学 Vol. 77, No. 4 (2017)207ポソームを輸送することを示唆する初めての発見でるかというと，そういうわけではなかった．後輩のあり，現在にまで続く研究のスタート地点となった．

実験の面倒をみることが増え，生活のためにアルバ

3．企業における研究（社会人時代）イトをする必要もあった．これまで少し逃げていた論文執筆もやらなければという意志が固まっていっ

学術研究の魅力に惹かれていた私ではあるが，修た．そんな中，学術振興会の特別研究員（DC2）に士課程修了後は博士課程に進学せず，製薬企業に就採択されたことで，生活および研究の面で励みにな職した．理由は幾つかあり，ポジティブな理由としった．ては製品となる研究もやってみたいということ，ネ

ここで特別研究員としての研究内容について簡単

ガティブな理由としては博士課程に進学してアカデに紹介させていただく．修士課程までの研究から，ミックで生きていける自信がなかったこと，もう一PEG 修飾リポソームの繰り返し投与時に 2 回目投与つは経済的な問題である．

リポソームが辺縁帯 B 細胞に結合し，濾胞に輸送さ私が入社したのは，富山県の老舗企業である株式れることを明らかにした．濾胞は免疫反応の成熟領会社廣貫堂であり，開発本部に配属され主に製剤研域であるため，2 回目投与リポソームに抗原を封入究に携わった．短い期間ではあったが，口腔内崩壊すれば，抗原に対する免疫反応を増強できるのでは錠や徐放性製剤の製剤技術の開発に携わり，ジェネないかと考えた．実際に，抗原特異的な体液性免疫リック医薬品や健康食品開発の一端にも触れる機会反応および細胞性免疫反応を誘導できることを明らを得た．その他にも，工場でのスケールアップ検討

かにした．また，2 回目投与リポソームが辺縁帯 Bや受託の営業も少し経験させていただいた．このよ細胞に選択的に結合するメカニズムについても検討うな多くの経験をさせてもらえたのはなかなかない

した 5）．辺縁帯 B 細胞は PEG 特異的にリポソームことであり，当時直属の上司であった林庸平さんをを取り込んでいたため，従来は B 細胞上の PEG 特はじめ，様々な方に大変お世話になり，感謝の念に異的抗体（B 細胞受容体）を介して取り込まれると堪えない．

考えていた．しかし実際は，血中の抗 PEG 抗体が企業に入って変わったことは，学術論文よりも特リポソームに結合した後，補体が結合し，補体受容許を読むようになったことである．当然ではあるが，体を高発現する辺縁帯 B 細胞がこれを取り込んでい特許に抵触していれば販売まで導くのは困難であることを示した（図 2）．

り，意味をなさないからである．製造スケールや製博士課程に進学してからは，海外での学会発表も造コストについても同様である．また各種ガイドラ行うようになった．そもそも海外に行ったことがな

インやレギュレーションについても勉強するようになった．大学で研究していた際は，新しい素材を使って，特殊な製法でもとにかく良いものを作ろうとしていたが，それだけではいけないということも実感できた．
最終的には，製品となる研究を面白く感じた一方で，基礎的な部分をもっと勉強したいという強い思いから，2 年 4 か月で退職することになった．博士
課程では母校の徳島大学に進学し，再び際田先生・石田先生のお世話になった．際田先生からは，社会に送り出したのに中途半端なことをするのは良くな
いとお叱りを受けたが，最終的には受け入れていただき，新しい挑戦が始まった．
4．学術研究者を目指して（博士課程時代）
博士課程に戻り，自分の研究だけに全て集中でき208

図 2 抗 PEG 抗体および補体依存的な PEG 修飾リポソームの取り込みと濾胞への輸送

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かった私だったが，進学後すぐにロンドンで開催さている学生が困らないように上手く引き継ぎもしなれた International Liposome Society に参加し，ポければならなかった．最終的には，周りの様々なサスター発表を行った．先生方が所用のため参加できポートを得て何とか出発できた．なお留学に際してず，後輩との 2 人旅でありかなり不安だったのを覚は，永井記念薬学国際交流財団より Research Grantえている．しかし，現地では日本から参加されていをいただき，ご支援をいただいたことに改めて御礼た奥直人先生（静岡県立大学）や丸山一雄先生（帝申し上げたい．

京大学）が気にかけてくださり，大変助かった．こ

UBC での研究生活では，週 1 回の研究ミーティのように著名な先生方と知り合いになり，その後挨ングや半期に 1 回の文献紹介（Journal Club）があ拶を交わせるようになることは，国際学会参加の良った．初めのうちは自分の意見を伝えるのにかなりいところだと思う．また，博士課程 2 年の時にはハ苦労したが，研究領域が近いこともあり，大学院生

ワイで開催された Controlled Release Society で初から多くの質問を受けたり，議論したりする機会がめて英語で口頭発表する機会を得た．ポスター発表多かったおかげで，最後には多少はスムーズに議論だろうと高をくくっていたので，決まった時は正直できるようになった．また，半年間の研究成果など焦ったのを覚えている．留学生と話すようにしたり，について他の研究室との合同セミナーで 1 時間発表

NIH の Podcast などを見たりして英語に慣れるようを行い，それを乗り切ったことは一つの自信となっに頑張った．終わってみれば，発表も無難にこなし，た．研究室のメンバーの中でも，台湾出身の大学院

その上，口頭発表の後にフロアや廊下で質問を多く生とは特に仲良くなり，昼食をよく一緒にとり，休もらったり，多くの参加者と名刺交換をすることが日には台湾料理や日本料理を食べに行ったり，安いできたりと非常に有意義な経験をすることができスーパーを紹介してもらったりした．カナダで就職た．また，永井記念薬学国際交流財団から Travelすることを望んでいた彼は，研究にも非常に熱心で，Grant を受けていたこともあり，永井恒司先生が講研究の進め方や学術雑誌への論文の投稿についてよ

演を聞きに来てくださっており，大変名誉に思った

く議論し，その意識の高さに驚かされた．一方で，のを覚えている．改めて御礼申し上げたい．同世代

お互いの文化や歴史について話す機会もあったが，の学生間の交流が盛んになったのもこの時期であ

私自身の知識の不足もあり，伝えきれないこともある．日本薬剤学会の学生シンポジウム（SNPEE）でって難しかった．今後の課題である．

組織委員を務めさせてもらった．シンポジウムの準

もちろん，教員となった後，現所属で学んだこと備の大変さを学んだのはもちろんだが，組織委員間も数えきれない．特に石田先生からは，博士課程時でメールのやり取りや情報交換を密に行い，同世代代から引き続き数多くのご指導を賜った．研究の進の学生が研究に対してどんな考えを持っているか知め方はもちろんのこと，論文作成や助成金の獲得のる機会になり，刺激を受けた．

ノウハウについて詳細に解説していただき，将来独立するためのことを考え，時には厳しく時には優し

5．博士取得後からこれまでく指導してくださっている．

博士課程修了後，これまでのご縁もあって母校の現在行っている主な研究テーマは，「補体活性化ポ

徳島大学の石田先生の研究室にて特任助教として働リマー修飾リポソームを用いた新規がんワクチン開くことになった．しかし，そんな矢先にボスの石田発に関する研究」（科研費若手 B）である．博士課程

先生から留学してみないかとのお誘いがあり，半年時代の研究から，辺縁帯 B 細胞とリポソームの結合後には留学を経験した．行先はカナダのバンクーバに補体が必要であることを明らかにしたため，補体ー に あ る University of British Columbia（UBC）

活性化能を持つポリマー修飾リポソームを設計し，の Shyh-Dar Li 先生の研究室だった．Li 先生のもと

辺縁帯 B 細胞へと抗原を送達できる新規がんワクチには以前，研究室の先輩の田上先生が留学していたンの開発を行っている．また，近年抗がん剤による経緯もあり，話は順調に進んだ．UBC で働くための腫瘍免疫系の調節に関する研究が盛んに行われておWork Permit（カナダでの就労 VISA）の申請やアり，抗がん剤封入リポソームと私が開発したがんワパート探しには苦労した．また留学期間中に指導しクチンを併用して，がん治療効果を増強できないか

薬 剤 学 Vol. 77, No. 4 (2017)209図 3 がんワクチンと抗がん剤封入リポソームの併用によるがん治療効果増強戦略と検討を行っているところである（図 3）．

返しできるよう精進していきたいと思う．

これまで，大学ではがむしゃらに基礎的な知見を得ることを目的として研究を行い，会社では製品として完成させるまでの難しさを学んだ．今後は，これまでの経験を生かし，最終的には臨床に繋がるようながん免疫療法を開発したいと考えている．また最近になってがん免疫療法開発に関するガイダンスについてまとめられてきたが，種差の問題，がんモデルの問題，安全性の問題などまだまだ多数の問題が存在している．がんワクチンに関しては，薬物動態学的知見も不足しており，薬剤学で学んだことを基に明らかにしていければと思う．
6．おわりに本稿では，研究と出会ってからのこれまでの経緯を徒然なるままに紹介させていただいた．正直，人付き合いも苦手な私だが，幸運なことにこれまで周りの人達に恵まれ，様々な経験を積ませていただいた．指導してくださった先生方，先輩，そして一緒に頑張ってきてくれた後輩，学生に改めて感謝申し

引文

献1) 清水太郎, 石田竜弘, Polyethylene glycol に対する抗体の特性, 評価, 抑制, Drug Delivery System, 31,300–307 (2016).
2) T. Ishida, X. Wang, T. Shimizu, K. Nawata, H.
Kiwada, PEGylated liposomes elicit an anti-PEGIgM response in a T cell-independent manner, J.
Controlled Release, 122, 349–355 (2007).
3) T. Shimizu, M. Ichihara, Y. Yoshioka, T. Ishida, S.
Nakagawa, H. Kiwada, Intravenous administrationof polyethylene glycol-coated (PEGylated) proteinsand PEGylated adenovirus elicits an anti-PEG immunoglobulin M response, Biol. Pharm. Bull., 35,1336–1342 (2012).
4) T. Shimizu, T. Ishida, H. Kiwada, Transport ofPEGylated liposomes from the splenic marginalzone to the follicle in the induction phase of theaccelerated blood clearance phenomenon, Immunobiology, 218, 725–732 (2013).
5) T. Shimizu, Y. Mima, Y. Hashimoto, M. Ukawa, H.
Ando, H. Kiwada, T. Ishida, Anti-PEG IgM andcomplement system are required for the association of second doses of PEGylated liposomes withsplenic marginal zone B cells, Immunobiology, 220,1151–1160 (2015).

上げたい．これから研究を通して皆様に少しでも恩210

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