"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。

Preventing diseases before they occur is ideal, but administering preventive drugs during uncertain pre-disease stages is often impractical due to high costs. To address this, we are developing technologies to extend drug efficacy over long periods, reducing costs while avoiding immune system detection. For example, stealth materials that evade immune recognition are a key innovation, enabling drugs to remain effective without being eliminated.

病気を発症する前に予防することが理想的ですが、発症前の不確実な段階で予防薬を投与することは、高コストのため現実的ではありません。この問題を解決するため、私たちは薬の効果を長期間持続させる技術を開発しており、コストを削減しつつ免疫系による検出を回避することを目指しています。例えば、免疫認識を回避するステルス素材は重要な革新であり、薬が排除されることなく効果を持続させることを可能にします。

Our related work:

S. Qi et al., Ligand Design with Accelerated Disulfide Formation with Serum Albumin to Extend Blood Retention, ACS Med. Chem. Lett., in press.

Our study for stealth materials:

Y. Liu et al., The strategy used by naïve anti-PEG antibodies to capture flexible and featureless PEG chains, J. Controlled Release, 380, 396-403 (2025).

T. Ryujin et al., Blood retention and antigenicity of polycarboxybetaine-modified liposomes, Int. J. Pharm. 586, 119521 (2020).

Our bodies contain proteins and cells that operate based on inherent programs to perform therapeutic functions by naturally reaching their target sites. Under the concept of "re-directional pharmaceutics," we research methods to leverage these programs to activate externally administered drugs. This approach utilizes the targeting abilities of endogenous proteins and cells to deliver drugs precisely, creating a synergistic effect between their therapeutic actions and the administered drugs.

私たちの体内には、生体内の標的部位に自然に到達し、治療機能を果たす固有のプログラムに基づいて動作するタンパク質や細胞が存在します。私たちは「re-directional創薬」という概念のもと、これらのプログラムを活用して外部から投与された薬を活性化する方法を研究しています。このアプローチにより、内在性のタンパク質や細胞の標的化能力を活用して薬を正確に標的部位へ届けることが可能となり、それにより内在性タンパク質や細胞の治療効果と投与された薬の効果が相乗的に働くようになります。

Our related work:

K. Sasaki et al., Fc-binding antibody-recruiting molecules exploit endogenous antibodies for anti-tumor immune responses, Chem. Sci., 11, 3208-3214 (2020).

Allergies and autoimmune diseases occur when immune cells store incorrect information in their memory. A technology that can rapidly rewrite this faulty immune memory with correct information and sustain it over a long period would be highly effective in treating these conditions. Our research focuses on developing techniques to efficiently rewrite immune memory by manipulating the relationships between T cells and B cells, which store the information, and dendritic cells, which facilitate this memory storage.　

アレルギーや自己免疫疾患は、免疫細胞が誤った情報を記憶することで発症します。誤った免疫記憶を正しい情報に迅速に書き換え、長期間維持する技術は、これらの疾患の治療に非常に効果的です。私たちは、情報を記憶するT細胞とB細胞、そしてこの記憶の保持を助ける樹状細胞との関係を操作することで、免疫記憶を効率的に書き換える技術の開発に取り組んでいます。

Our related work: 

S. Li et al., Safe and efficient oral allergy immunotherapy using one-pot-prepared mannan-coated allergen nanoparticles, Biomaterials, 303, 122381 (2023).

T. Hosokawa et al., Quiescent B cells acquire sensitivity to cell cycle arresting agents by B cell receptor stimulation, Biol. Pharm. Bull., 45, 847-850 (2022).

Enzymes are essential in medical applications, such as detecting target molecules with high sensitivity and selectively activating prodrugs at disease sites. However, traditional enzymes often share activity with endogenous human enzymes, causing unintended effects. To overcome this, we develop human orthogonal enzymes—enzymes with no equivalent activity in humans—sourced from non-human organisms for safer and more effective medical use.

酵素は、標的分子を高感度で検出することや、疾患部位でプロドラッグを選択的に活性化することなど、医療応用において重要な役割を果たしています。しかし、従来の酵素はヒト体内の内在性酵素と同じ活性を持つ場合が多く、意図しない影響を引き起こすことがあります。この問題を克服するため、私たちはヒトが同等の活性を持たない「ヒト直交性酵素」を、非ヒト生物から探索し、より安全で効果的な医療応用を目指して開発を進めています。

Our related work:

R. Yoshida et al., Orthogonality of α-Sulfoquinovosidase in Human Cells and Development of Its Fluorescent Substrate, Sensor. Mater., 36, 3227–3238 (2024).

C. Tateishi et al., A human cell orthogonal enzyme β-D-galacturonidase for sensitive detection of antigen proteins, Analyst, 148, 2237-2244 (2023).

Synthetic polymers like plastics are derived from fossil resources and release CO2 when incinerated. Although microorganisms in sewage treatment can metabolize these polymers and fix carbon, the process is too slow for practical use. We are developing technologies to accelerate this process and creating synthetic polymers from natural materials to reduce reliance on fossil resources.

プラスチックなどの合成高分子は化石資源を原料としており、焼却処理の際にCO2を排出するものです。下水処理に用いる微生物はこれらの合成高分子を代謝し、炭素を固定する能力を有しますが、その速度が遅いため、実用化には至っていません。私たちは、このプロセスを加速させる技術の開発を進めるとともに、化石資源への依存を減らすため、天然素材由来の合成高分子の開発にも取り組んでいます。

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）。

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。