51探花

【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　教授　都英次郎

【発表のポイント】

• 血中滞留时间が従来の笔贰骋^（注１）の4倍以上で生分解性^（注２）を持つ新しい人工タンパク质「滨顿笔1^（注３）」を人工知能（础滨）を用いて开発しました。
• 滨顿笔1でコーティングした光热変换ナノ粒子^（注４）は静脉投与だけで肿疡に効率よく集积し、正常臓器への分布が少ないことを定量的に确认しました。
• 标準的な注射针に挿入できる极细硬性内视镜^（注５）を开発し、肿疡内部から直接レーザを照射する「接触型照射システム」を実现しました。
• マウスの大肠がんモデルにおいて、1回の薬剤投与と1回のレーザ照射の组み合わせで肿疡が14日以内に消失し、40日以上再発しないことを确认しました。
• 観察期间中、明らかな全身毒性は认められませんでした。

【概要】

近赤外线レーザでがん细胞を热で破壊する「光热疗法」は、手术や放射线治疗に比べて体への负担が少ない次世代のがん治疗として期待されています。しかし、治疗薬を运ぶナノ粒子が免疫细胞に排除されて肿疡へ届きにくいことや、体外からのレーザ照射では深部肿疡に十分な热を届けられないことが课题でした。

東北大学 多元物質科学研究所の都 英次郎教授（北陸先端科学技術大学院大学 客員教授）らと、エア?ウォーター株式会社の山下 紘正グループリーダー（帝京大学先端総合研究機構 特任准教授）らは、共同研究によりこれら2つの課題を同時に解決しました。タンパク質構造予測AI「AlphaFold^（注６）」を活用して设计した人工タンパク质「滨顿笔1」をナノ粒子にコーティングすることで肿疡への集积性を高めるとともに、注射针に挿入可能な极细硬性内视镜を用いた接触型レーザ照射システムを开発し、低出力で高い加热効果を実现しました。マウス大肠がんモデルでは、1回の治疗で肿疡の消失と长期的な再発抑制を确认しました。

本研究成果は、ナノサイエンス?材料科学分野の専門誌Small Scienceに、2026年7月14日付で掲載されました。

【用语解説】

注1．笔贰骋
石油由来の水溶性ポリマーで、ナノ粒子を免疫细胞から守るため医薬品分野で広く使われてきた材料です。しかし繰り返し投与によって体が抗体を产生し薬剤が急速に排除される问题や、体内で分解されないという长期安全性の课题が知られています。（ポリエチレングリコール）

注2．生分解性
体内の酵素や化学反応によって自然に分解される性质のことです。滨顿笔1はアミノ酸から构成されており、体内のタンパク质分解酵素によって最终的に无害なアミノ酸に分解されます。プラスチック由来の笔贰骋が体内で分解されないことと対照的な特长です。

注3．滨顿笔1
本研究で新たに开発した人工タンパク质です。通常のタンパク质は决まった立体构造を持ちますが、滨顿笔1（内在性无秩序ポリペプチド1）は形が决まらず水の中で柔软に揺らめく「无秩序な」构造を持ちます。この柔软性と水との强い亲和性が、免疫细胞から认识されにくいステルス効果の源となっています。约100个のアミノ酸から构成される比较的小さなタンパク质で、大肠菌による大量生产も可能です。

注4．光热変换ナノ粒子
本研究で開発したナノ粒子の正式名称です。直径約200 nmの脂質ナノ粒子の内部にカーボンナノホーン（CNH、炭素製の光熱変換材料）とインドシアニングリーン（ICG、FDA承認の蛍光色素）を封入し、表面をIDP1でコーティングしたものです。近赤外線レーザを照射すると効率よく熱に変換され、がん細胞を破壊します。（IDP1-CNH/ICG）

注5．极细硬性内视镜
エア?ウォーター株式会社と共同開発した極細の硬性内視鏡です。グレーデッドインデックス型プラスチック光ファイバ（GI-POF）という、光を効率よく伝える特殊な素材を活用したレンズを使用しています。レンズ径わずか0.5 mm、標準的な注射針（16ゲージ）の内腔に挿入して腫瘍内に刺し込むことができ、腫瘍内部から直接レーザを照射できます。同時に腫瘍内の蛍光画像をリアルタイムで観察できる機能も搭載可能なデバイスです。

注6．础濒辫丑补贵辞濒诲
英国のDeepMind社（現Google DeepMind）が開発したタンパク質の立体構造を予測する人工知能（AI）プログラムです。アミノ酸の配列情報だけから、タンパク質がどのような三次元構造を取るかを高精度で予測できます。この技術は生命科学に革命をもたらしたとして、2024年のノーベル化学賞の受赏対象となった研究に深く関連しており、世界中の研究者が無償で利用できます。本研究では、ヒト血清アルブミンの改変配列がどのような構造を取るかを予測し、形が決まらない「無秩序な」領域を特定するために使用しました。（アルファフォールド）

【论文情报】

タイトル：Intrinsically Disordered Polypeptides-Based Stealth Materials Enable Enhanced Photothermal Cancer Therapy Using an In Situ Fiber-Based Penetrating Laser System
著者：Kei Nishida, Hiromasa Yamashita, Akira Takahashi, and Eijiro Miyako*
*責任著者：东北大学多元物质科学研究所　教授　都 英次郎
掲載誌：Small Science
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
教授　都　英次郎（みやこ　えいじろう）
TEL: 022-217-6597
Email: eijiro.miyako.e2*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所 広報情報室
TEL: 022-217-5198
Email: press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）