研究内容
糖鎖の機能を活用した医薬品開発および分子レベルでの糖鎖とレクチンの機能解明
糖鎖は、細胞間の情報伝達や免疫応答の調節、病原体感染など、多彩な生命現象に関与する重要な生体分子です。また、特定の糖鎖を選択的に認識するタンパク質である「レクチン」は、細胞内で糖タンパク質が作られる際の品質管理を担うほか、細胞表層では「糖鎖受容体」として病原体などの外来異物の検出や細胞機能の制御に重要な役割を果たしています。
このように、糖鎖とレクチンの相互作用は生命現象に深く関わっていることから、医療分野への応用も期待されています。例えば、糖鎖が特定の受容体に結合する性質を利用し、薬を狙った細胞に届ける薬物送達システム (DDS) に活用する研究が近年進められています。また、糖鎖やレクチンの種類や発現量は、疾患や炎症などの状態変化に応じて大きく変動することから、がん細胞の識別や疾患診断のためのバイオマーカー (目印) としても注目されています。
私たちは、このような糖鎖の多彩な機能に着目し、それらを活用した医薬品の開発や、糖鎖とレクチンの働きを明らかにするための解析手法の開発に取り組んでいます。糖鎖を「生命現象を理解する鍵」であると同時に、「病気の診断や治療に応用できる分子」として捉え、その可能性を広げる研究を展開しています。以下に、現在取り組んでいる主な研究内容を紹介します。
- 研究内容①：糖鎖薬物送達システムを基盤としたTLRリガンド型糖鎖修飾アジュバントの開発
- 研究内容②：糖鎖修飾アジュバントを活用した感染症ワクチン・がん治療用ワクチンの開発
- 研究内容③：糖鎖とレクチンの機能解明に向けた相互作用解析手法の確立および糖鎖の化学合成法の開発
研究内容①：糖鎖薬物送達システムを基盤としたTLRリガンド型糖鎖修飾アジュバントの開発
アジュバントは、ワクチンやがん免疫療法の効果を持続的に高めるために用いられる物質です。私たちは、Toll様受容体 (TLR) を活性化する人工合成リガンドをアジュバントとして応用することを目指しており、糖鎖の機能を活用してTLRリガンドを免疫細胞へ効率的に送達することで薬効を最大化するとともに、優れた免疫誘導活性を示すアジュバントの開発を進めています。
具体的には、TLRリガンドに糖鎖を直接結合させたり、糖鎖を高密度に修飾した金ナノ粒子にTLRリガンドを複合化したりする独自のアプローチ「糖鎖薬物送達システム」を開発しています。これにより、TLRリガンドを免疫細胞へ選択的かつ効率的に送達し、より強い免疫応答を引き出すことが可能になります。このような設計により創出される「糖鎖修飾アジュバント」は、抗体による液性免疫だけでなく、ウイルス感染細胞やがん細胞を直接攻撃する細胞性免疫も効果的に誘導できる点が大きな特徴です。
私たちは、免疫工学・糖鎖科学・ナノテクノロジーを融合し、より安全で高性能なワクチンや新しいがん免疫療法の実現に貢献する、糖鎖機能を活用した次世代アジュバントの創出を目指しています。
研究内容②：糖鎖修飾アジュバントを活用した感染症ワクチン・がん治療用ワクチンの開発
近年、従来型のワクチンに加え、mRNAワクチン、DNAワクチン、ウイルスベクターワクチンなど、新たな技術を用いたワクチンの開発が進められています。また、ワクチン研究は感染症の予防にとどまらず、がんの予防・治療を目的とした分野にも広がっています。このようなワクチン研究の中で、私たちは「組換えタンパクワクチン」および「ペプチドワクチン」に着目しています。これらのワクチンは、生産性と安全性に優れるという利点を有しています。一方で、単独では十分な免疫応答を誘導しにくいことが、実用化に向けた大きな課題となっています。
そこで私たちは、「糖鎖修飾アジュバント」が液性免疫および細胞性免疫の双方を強力に誘導できる特性を活かし、組換えタンパクワクチンおよびペプチドワクチンの課題を克服する次世代ワクチンの開発を進めています。これらの研究を通じて、新たな感染症予防ワクチンおよびがん治療用ワクチンの創出を目指しています。
研究内容③：糖鎖とレクチンの機能解明に向けた相互作用解析手法の確立および糖鎖の化学合成法の開発
糖鎖は、生体内で多彩な機能を担う重要な分子です。一方で、その化学構造は非常に複雑であり、天然由来の特定構造を選択的に単離することが難しく、機能が十分に解明されていないものも多く存在します。そのため、構造が明確な糖鎖を用いて精密な機能解析を行うことが不可欠です。さらに、糖鎖と糖鎖結合性タンパク質 (レクチン) との相互作用では、単独の糖鎖では結合が弱く、糖鎖が集まって相互作用することで結合性が高まる「糖鎖クラスター効果」が重要です。したがって、糖鎖とレクチンの結合様式や結合強度を精密に評価することは容易ではありません。
私たちは、これらの課題を解決するために、糖鎖とレクチンの相互作用を適切に再現・評価できる新たな解析手法の確立に加え、糖鎖の化学合成法の開発に取り組み、糖鎖機能の分子レベルでの解明を目指しています。