切らない手術 ケミカルサージェリー
Chemical surgery: Minimally invasive surgery

光線力学療法（PDT）・ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）などに代表される光・中性子と薬物の化学反応によるがん治療法「ケミカルサージェリー」は、従来の技術では治療できなかった多発性のがんや難治性のがんを根治することのできる革新的がん治療法です。ケミカルサージェリーは免疫療法に次ぐ第5のがん治療法として大いに期待されています。
Chemical Surgery, a cancer treatment method based on chemical reactions of light, neutrons, and drugs, such as photodynamic therapy (PDT) and boron neutron capture therapy (BNCT), is an innovative cancer treatment method that can cure multiple and intractable cancers that cannot be treated with conventional techniques. Chemical Surgery is highly anticipated as the fifth cancer treatment method following immunotherapy.

ケミカルサージェリーのコア技術となる薬物送達技術
Drug delivery as a core technology for chemical surgery

PDTは最近臨床において脳腫瘍や食道癌の治療に使用され、2020年には世界に先駆けて日本でBNCTが保険適用されました。医療技術の輸入超過が顕著である日本において、このような医療技術が確立されたことは極めて画期的です。そして今、その適用範囲の拡大が望まれています。それを実現するには、がんに選択的に薬物を送り届ける技術が必要です。
PDT has recently been used in clinical practice to treat brain tumors and esophageal cancer, and in 2020, BNCT was covered by insurance in Japan, ahead of any other country in the world. The establishment of such a medical technology in Japan, where there is a significant over-importation of medical technology, is an extremely significant milestone. Now, it is hoped that the scope of coverage will be expanded. To achieve this, we need a technology that can selectively deliver drugs to cancers.

当研究室の研究・開発
Our works

当研究室ではケミカルサージェリーのコア技術となる薬物送達技術を中心に開発しています。特に、従来の形式や専門分野にはとらわれない自由な発想に基づくアプローチで取り組んでいます。さらには、開発した薬物送達技術や開発途中で得られた新たな知見を異分野領域と融合し、新たな医療モダリティの創出につなげるだけでなく、新たなサイエンスを発見することを目指しています。
Our laboratory focuses on drug delivery, a core technology in chemical surgery. In particular, we conduct our research using an approach based on free thinking that is not bound by conventional formats or specialized fields. Furthermore, by integrating multidisciplinary knowledge with our drug delivery technologies and findings in the development process, we aim not only to create new medical modalities but also to discover new science.

進行中のプロジェクト例
Examples of ongoing projects

ホウ素中性子捕捉療法に使用される薬剤の治療効果を飛躍的に高めることができる代謝制御型薬物送達システム
Metabolism-controlled drug delivery systems that can dramatically increase the therapeutic efficacy of drugs for boron neutron capture therapy

ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）はホウ素原子と熱中性子の核反応により生じるアルファ粒子とリチウム反跳核によりがん細胞を選択的に殺傷する技術です。優れたBNCT効果を得るためには、熱中性子照射中に高い腫瘍内ホウ素濃度を維持する必要があります。そこで我々は、既存のホウ素薬剤に機能性高分子を加えるだけで、薬剤の腫瘍内滞留性が飛躍的に向上することを発見し、根治レベルのBNCTの実証に成功しました。特に、液体のりの主成分であるポリビニルアルコールを利用した研究は、2020年にScience Advancesに掲載され多くのメディアからも注目されました。現在、実用化を目指した研究を推進しています。
Boron neutron capture therapy (BNCT) is a technique to selectively kill cancer cells by alpha particles and lithium recoil nuclei produced by the nuclear reaction between boron atoms and thermal neutrons. To obtain efficient BNCT effect, it is necessary to maintain a high boron concentration in the tumor during thermal neutron irradiation. We discovered that simply adding a functional polymer to an existing boron drug dramatically improves the drug's intra-tumor retention and succeeded in demonstrating BNCT at the radical level. In particular, the research using polyvinyl alcohol  (the main material of liquid glue) was published in Science Advances in 2020 and attracted much media attention. We are promoting research aimed at practical application.

腫瘍微小環境を標的とした光線力学療法を可能にする技術
Photodynamic therapy targeting the tumor microenvironment

光線力学療法（PDT）は特定波長の光で励起された光増感剤が活性酸素を産生し、その活性酸素を利用して悪性腫瘍をはじめとした様々な疾患を治療する技術です。PDTの治療効果は様々な要素に影響されますが、我々は特に光増感剤のメゾスコピックな集積挙動に着目した薬剤設計を行っています。国内外の物理学者・薬学者・医師や産業界と連携して研究を進めています。
Photodynamic therapy (PDT) is a technology to treat various diseases, including malignant tumors, by utilizing reactive oxygen species (ROS) produced by photosensitizers excited by light at a specific wavelength. We are designing drug delivery systems with a particular focus on the mesoscopic accumulation behavior of photosensitizers. We are conducting our research in collaboration with physicists, pharmacologists, physicians, and industry in Japan and abroad.

腫瘍内鉄イオン制御を起点とした医療モダリティの創出
Medical modalities based on the control of iron ions in tumors

鉄は生体内において重要な役割を担う元素です。我々は、特に腫瘍内の鉄イオンに着目して、既存治療法が効果を発揮しやすい腫瘍内微小環境を形成することを目的とした、新しいDDSのコンセプトを提唱しています。
Iron is an element that plays important roles in the body. We are proposing a new concept of DDS with a particular focus on iron ions in tumors, with the aim of creating tumor microenvironment in which existing therapies are more likely to be effective.

バイオ医薬の機能を光選択的に発現させる技術
Technology for photo-selective expression of biopharmaceutical functions

mRNAなどの核酸医薬の効果を引き出すためには核酸医薬を細胞内の特定の部位に送達する必要があります。我々はphotochemical internalization (PCI)という技術に着目し、光選択的に核酸医薬の効果を誘導するためのDDSの開発を行ってきました。PCIはPDTに関連した技術であり、PDTと免疫療法の関連性が活発に研究されている中、PCIの活用方法が再び注目されています。
In order to elicit the effects of nucleic acid drugs such as mRNA, it is necessary to deliver nucleic acid drugs to specific sites in the cell. We have focused on a technique called photochemical internalization (PCI) to develop DDS for photoselective induction of drug effects. PCI is a technology related to PDT, and as the link between PDT and immunotherapy is being actively studied, there is renewed interest in the use of PCI.

ここで紹介したもの以外にも様々なプロジェクトを推進しています。
We are promoting a variety of projects in addition to those listed here.