Chemistry for Medicine"をモットーにして、ニーズに合わせて柔軟に発想しています。

下記のテーマに取り組んでいます。

The prognosis of cancer varies greatly depending on the stage at which it is detected. In this sense, cancer diagnosis is important as well as the treatments. The Diagnosis Group has been developing technologies to improve the precision of cancer diagnosis in actual medical practice (Fig. 1) ¹. The differences between cancer cells and normal cells are slight, and we pioneered the "human cell orthogonal enzyme" as a technology to accurately capture these subtle differences². In this system, we have achieved multi-colored sensitization (Fig. 2a), and now we are developing a new method for single-cell analysis and rapid screening of the cell signal response by using this system (Fig. 2b). These technologies are expected to be applied to the precise diagnosis of cancer and research on the environment of cancer metastasis (Fig. 3).

がんは発見されるステージによって予後が大きく変化します。その意味でがんの診断と治療は表裏一体と言えます。診断グループでは、実際の医療の現場でのがんの診断の精密化を目指して技術の開発を行ってきました（Fig.１）¹。がん細胞と正常細胞との差異は微妙ですが、その微妙な違いを正確に捉えるための技術として、我々は「ヒト細胞直交性酵素」を開拓しました²。これにより従来、細胞や組織の増感分析に使用されてきた酵素と異なり、ヒトの生体試料の分析において遥かに低いバックグラウンドでの多色増感が可能となりました（Fig.２a） ^3,4。現在は、この酵素に応答する様々なヒト細胞直交性基質を合成し、シングルセルでの解析や細胞集団のシグナル応答のスクリーニングへの適用を目指しています（Fig.２b） 。これらの技術により、がんの精密診断やがん転移を促進する環境の研究への応用などが期待されます（Fig.３）。

1. K. Noguchi*, T. Shimomura, Y. Ohuchi, M. Ishiyama, M. Shiga, T. Mori, Y. Katayama, Y. Ueno, Bioconjugate Chem. 31, 1740-1744 (2020)

2. R. Kaneko, T. Oda, R. Yoshida, C. Tateishi, K. Tanito, T. Nii, A. Kishimura, N. Kamiya, T. Mori*, Y. Katayama*, Chem. Lett., 50, 1493-1495 (2021).

3. 特許出願中

4. 金子 諒右, 森 健, 片山 佳樹, BUNSEKI KAGAKU, 71, 101-107（2022）

The development of antibody drugs for cancer therapy is actively underway. But, antibody drugs are challenged by high production costs and high antigenicity.

Therefore, we attempted to develop a new cancer therapy using endogenous antibodies, which are abundant in the blood, as an alternative to antibody drugs¹(Fc-ARM).

がんの治療薬として抗体医薬の開発が盛んに行われていますが、抗体医薬は生産コストが高いことや、抗原性の高さが課題となっています。そこで私たちは、抗体医薬に代わり、血中に豊富に存在している内在性抗体を用いた新たながん治療法の開発を試みました (Fc-ARM) ¹。

1. K.Sasaki, M.Harada, Y.Miyashita, H.tagawa, A.Kishimura, T.Mori*, Y.katayama*, Chem. Sci., 11, 3208–3214 (2020)

Until now, "small molecule drugs" and "biopharmaceuticals" have been applied to the treatment of numerous diseases. In recent years, "cellular medicines," which use cells as medicines, have been attracting a great deal of attention as therapeutic agents following these medicines. Typical examples of cellular medicines include CAR-T cells, in which chimeric antigen receptors (CARs) are introduced into T cells, and iPS cells, which are the focus of attention in regenerative medicine (Fig. 1). These cellular medicines have great potential as therapeutic agents for diseases that have been difficult to treat with conventional medicines.

Our group has focused on macrophages, a type of immune cell, and is working on the development of "macrophage medicine" that uses macrophages as a medicine. We aim to develop effective treatments for cancer and chronic diseases by “designing” cells based on the original cellular functions of macrophages and adding new functions to them (Fig. 2).　

これまで、「低分子医薬品」に加えて抗体医薬等に代表される「バイオ医薬品」が数多くの疾患治療に適用されてきました。近年、これらの医薬品に続く治療薬として、細胞を薬として使う「細胞医薬品」が大きな注目を浴びています。この細胞医薬品の代表的な例として、T細胞にキメラ抗原受容体（CAR）を導入したCAR-T細胞や再生医療で注目されているiPS細胞などが挙げられます（Fig. 1）。これらの細胞医薬品は従来の医薬品では治療が難しかった疾患に対する治療薬として大きく期待されています。

私たちのグループは、免疫細胞の一種であるマクロファージに着目し、これを薬として使用する「マクロファージ医薬」の開発に取り組んでいます。マクロファージ本来の細胞機能を基に細胞を「デザイン」し、新たな機能を付与することで、がんや慢性疾患の効果的な治療法の開発を目指しています（Fig. 2）。

Polyethylene glycol (PEG) has been used in nanomedicine and biopharmaceuticals because of its low biotoxicity and improved blood retention. However, in recent years, the number of people who possess antibodies against PEG has increased, and it was reported that in 1984 only 0.2% of the human population possessed anti-PEG antibodies, while in 2003 this figure had increased to 25%. Therefore, we are aiming to develop new biocompatible polymers (= stealth polymers) to replace PEG.

ポリエチレングリコ―ル（PEG）は、生体毒性が低く、血中滞留性を向上させることができるため、ナノメディシンやバイオ医薬品などに用いられてきました。PEGは抗体が産生されにくい為、血中に長期間留まることができます。しかし、近年、PEGに対する抗体の保有者が増加し、1984年ではヒトの0.2%のみが抗PEG抗体を保持していたのに対して、2003年には25%に増加していることが報告されました。そこで、私たちはPEGに代わる新規生体適合性ポリマー(=ステルスポリマー)の開発を目指しています。

Drug delivery system (DDS) is an idea to delivery drug to disease site selectively to raise the therapeutic efficacy and to reduce side effect. We are interested in utilizing different vehicles such as serum albumin, antibody, as well as liposome with different approaches such as drug blood half-life altering and control of drug release. By designing intelligent drug-vehicles conjugates as well as encapsulating cargo into carriers, we are seeking the best method to cure deathly diseases such as cancer, diabetes or cardiovascular diseases.

ドラッグデリバリーシステム(DDS)は、治療効果の向上と副作用の軽減を目的として、薬物を疾患部位に選択的に送達するというシステムです。私たちは、薬物の血中半減期の改善や薬物放出の制御を目的とし、血清アルブミンなどをキャリアとして用いることで、糖尿病や心疾患といった重篤な病気の治療法を研究しています。

When charged polymers are mixed with an oppositely charged counterpart polymer in an aqueous solution, they can form self-assembly via electrostatic interaction. Such self-assembled materials are called polyion complexes (PICs) and have attracted attention in the medical and biotechnological fields. We have developed strategies and methods of precise control of PIC microstructures at the nanoscopic level, such as micelles, vesicles, and nanostructured condensates (coacervates), and their dynamic properties through careful design of component materials. Furthermore, we aim to use PICs for effective drug delivery systems (DDS) and editing cell functions by PIC-based artificial organelles to contribute to progress of medical and life sciences.

水溶液中で荷電性高分子を反対荷電を有する別の荷電性高分子と混合すると、静電相互作用に基づき自己組織化集合体を形成します。これらはポリイオンコンプレックス (Polyion complex : PIC) と呼ばれ、医療やバイオの分野で注目されています。私たちは、PIC構成材料を精密に設計することにより、ミセルやベシクル、ナノレベルで微細構造を持つ濃縮液滴（コアセルベート）などに代表されるPICの構造制御やその物性制御を行う戦略と手法の開発を進めています。これらのPIC開発を通じて、効果的なドラッグデリバリーシステム (DDS) の構築や人工オルガネラによる細胞機能の編集を目指し、医学や生命科学の発展へ貢献します。

The immune system protects us by recognizing pathogens and abnormal cells and eliminating them. However, excessive immune responses to harmless foreign antigens and our own tissues can lead to allergies and autoimmune diseases.

Aiming to treat these diseases, our group is working on the development of drugs that can efficiently induce immune tolerance.

免疫系は、病原菌や異常な細胞を認識しそれらを排除することで私たちの身を守っています。しかし、無害な外来抗原や自己の組織に対する過剰な免疫反応は、アレルギーや自己免疫疾患を引き起こします。

私たちのグループでは、これらの疾患の治療を目指して、高効率で免疫寛容を誘導することのできる医薬の開発に取り組んでいます。