研究プロジェクト:2011年度

先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム

 研究期間   : 平成18~27年度
(平成20年度再審査により継続課題に決定、平成24年度に中間評価を予定)
 研究課題名  : 「未来創薬・医療イノベーション拠点形成」
 総括責任者  : 総長 佐伯 浩
 協働機関   : 塩野義製薬 代表取締役社長 手代木 功
日立製作所 代表執行役 執行役社長 中西 宏明
住友ベークライト株式会社 会長 小川 富太郎
日本メジフィジックス株式会社 代表取締役社長 竹内 豊
三菱重工業株式会社 代表取締役社長 大宮 英明

概 要

 本プロジェクトでは、患者さんの生活の質(QOL)を最優先したタンパク修飾技術を用いた次世代創薬と光計測技術を用いた個別化医療との融合を具体的な出口とし、そのための実践的研究と人材養成のための拠点を形成する。近年の創薬開発研究はバイオベンチャーと連動した欧米メガファーマが先行している。また、医療診断治療機器は、他国の巨大企業による寡占が進み、我が国の国際競争力の低下が加速している。この状況を打破し、我が国から国際市場に次世代医薬品や次世代医療機器を系統的に生み出し、タンパク修飾技術と個別化医療それぞれの市場での世界標準化につなげるため、産学協働研究に最適な北海道大学のキャンパス内に未来創薬拠点と未来医療拠点を設け、それぞれ塩野義製薬と日立製作所が協働機関として参加する。

 まず北大の創薬グループと塩野義製薬は、タンパク製剤の薬効を制御できる糖鎖修飾などによる患者QOLを高める医薬品開発研究や疾患特異的タンパク質同定と機能解析を元にした新たな診断薬開発研究を行う。一方、北大の医療グループと日立製作所は、定量性を向上した半導体PETの実験及び臨床応用の開発研究を行う。さらに、両グループの研究領域を融合することで、半導体PETによる小動物・ヒトの生きたままでの薬物動態の定量による迅速で正確な創薬方法の新たな世界標準化を目指す。また、新たな糖化合物などを用いた独自の診断薬を開発し、半導体PETにより体内の生体機能の微小な変化を非侵襲的かつ超早期に局在診断し最適な治療に結びつける。これらを通して、大学および各企業それぞれでイノベーションを指向した未来創薬・未来医療の先端融合領域を担う人材育成を行う。

 概ね5~7年後までに創薬と半導体PET計測技術の核となる技術シーズを確立し、その後は、本研究が2つの企業と大学が研究協力することによる融合の相乗効果を狙う。本拠点は、創薬側からみると、高精度PET利用による新薬の体内動態や効果判定が的確に行うことのできるトランスレーショナルリサーチの貴重な拠点となる。他方、先端医療側からみると、最新診断薬や次世代医薬品候補を他に先駆けて試用できる先端的医学研究拠点となる。10~15年をかけて、創薬と医療機器開発のネットワークをリンクすることで、現時点では各企業にも想像しにくい、これまでに例のない分子生命科学と先進医療工学の融合した統合的創薬・医療システムの先端融合領域拠点を形成する。

http://www.cris.hokudai.ac.jp/cris/innovahome/

研究成果展開事業 先端計測分析技術・機器開発プログラム

① 研究課題名 : プロトタイプ実証・実用化プログラム「全自動糖鎖プロファイル診断システムの開発」
  研究期間 : 平成21~23年度
  研究代表者 : システム・インスツルメンツ(株)技術部 取締役技術部長 濱田 和幸
  研究分担者 : 西村 紳一郎

概 要

 本事業「機器開発プログラム」で開発したプロトタイプ機をもとに、血清等の生体試料から糖鎖を精製・分析し、糖鎖の定量的発現プロファイルに基づいて疾患診断情報を与えるまでの一連の工程を全自動化した装置の開発を行います。自動前処理装置部により血清中複合糖質糖鎖を選択的に回収した後、自動測定装置によって糖鎖構造プロファイルを取得し、データ解析システムによる糖鎖情報のバーコード化を行う一連の解析システムを構築します。疾患早期診断、個別化医療の実践に即した本システムの普及により社会へ貢献します。

② 研究課題名:ソフトウェア開発プログラム「糖鎖による診断システム統合ソフトウェア開発」
  研究期間:平成21~23年度
  研究代表者:西村 紳一郎
  研究分担者:サイエンス・テクノロジー・システム(株)代表取締役社長兼技術部部長 福島 信弘

概 要

 清中糖鎖の定量的発現プロファイルに基づき疾患診断情報を与えるまでの一連の工程を全自動化する「全自動糖鎖プロファイル診断システム」に対する統合的なインターフェイスを有するソフトウェアを開発します。前処理・測定・プロファイル解析・疾患診断に関するアプリケーション群を実装した統合インターフェイスの開発、および測定機器とサーバー間のセキュアな通信を付加させた医療機器対応の診断システムの構築を行います。

③ 研究課題名:開発成果の活用・普及促進「疾患診断用全自動糖鎖解析装置の活用・普及促進」
  研究期間 :平成23~25年度
  研究代表者:西村 紳一郎

概 要

 本プログラム「機器開発タイプ」において開発した疾患診断用全自動糖鎖解析装置を開放(共同利用)します。この装置は、生体物質からの一連の糖鎖解析の操作を全自動で行うことが可能です。

糖鎖の簡便な分析を可能にする全自動糖鎖プロファイル解析システムを開放(共用)することにより、従来とは全く性質の異なる臨床検査値として糖鎖プロファイル情報が予後診断などに活用され、個の医療(テーラーメイド医療)の普及・浸透に寄与するほか、糖鎖構造の網羅的解析が可能となることで、ポストゲノム研究の進展にも貢献が期待されます。

④ 研究課題名:機器開発タイプ〈領域特定型〉「瞳関数制御による高度多機能光学顕微鏡の開発」
  研究期間 :平成21~25年度
  研究代表者:国立大学法人浜松医科大学光量子医学研究センター 寺川 進
  研究分担者:金城 政孝

概 要

 液晶空間変調器(SLM)を顕微鏡光学系に組込み、瞳面での波面(位相)制御をすることで光学系全体の収差を補正して、広視野高深部に亘って精度の高い3D計測ができる顕微鏡を開発します。これを基本に、変調器による照射輝点の走査と多点化を開発します。その応用として2光子法、共焦点法、蛍光相関法、TIRF法などの高度な機能を持つ顕微鏡を試作検証します。これにより、照明条件などが切り替えられ、多様な機能が実現可能となります。

⑤ 研究課題名:要素技術プログラム「対称を利用したタンパク質結晶化促進タグの開発」
  研究期間 :平成22~23年度
  研究代表者:姚 閔

概 要

 X線結晶構造解析法は、タンパク質分子の立体構造を原子の分解能で正確に決定するための最も優れた方法ですが、結晶化という障壁を乗り越えなければなりません。一般に、対称性の高い分子は結晶化確率が高いことが、理論的にも統計的にも照明されています。この事実に基づき、本開発では、タンパク質分子を2量体化あるいは3量体化することで分子に2回あるいは3回軸対称を付与し、結晶化を促進するような要素技術(ペプチド性タグ)の開発を目指します。

http://www.jst.go.jp/sentan/

イノベーションシステム整備事業(地域イノベーションクラスター戦略支援プログラム)

  研究期間 :平成19~23年度
  研究課題名:「さっぽろバイオクラスターBio-S
(The Biocluster for Success from Science at Sapporo)」
  総括責任者: 事業総括・鈴木 文夫、研究総括・五十嵐 靖之

概 要

 北海道大学、旭川医科大学、札幌医科大学の3大学が中心となる産学官連携プロジェクト、健康食品など食品関連製品の機能を正しく評価し、未来の世界の為に新しい食品・化粧品・医薬品を創造する、地域振興を目的とする産学官連携クラスター事業です。本事業は北海道の優れた素材を科学の力で付加価値を付け、高機能化された食材・食品、化粧品・医薬品原料として市場に提供することを第一のコンセプトとしています。そのためには、素材の新しい機能を評価できるシステム構築及びその機能を反映するバイオマーカーの探索を行います。中期的には国内外の素材も受け入れ、評価していく予定です。

 「基礎研究(評価系構築含めて)→素材探索→機能評価(試験)→商品化→審査→製造」という製品製造プロセスの中で、特に「基礎研究」と「商品化」をつなぐ「素材探索」、「機能評価(試験)」を医薬開発レベルの技術と品質で実施します。主に「免疫・アレルギー改善」、「認知機能改善」、「代謝機能改善」に資する機能評価システムの構築及びバイオマーカーの探索を行います。また、事業推進にあたっては、情報とスキルを集結して効率的に研究・事業化協力を行い、成果を最大化・多様化させます。

http://bio-sss.jp/

最先端研究開発支援プログラム(日本学術振興会)

  研究期間 : 平成21~25年度
  研究課題名 : 免疫ダイナミズムの統合的理解と免疫制御法の確立
  研究部代表者    : 大阪大学・審良 静雄
  研究分担者 : 稲垣 冬彦

概 要

 新たな知を創造する基礎研究から出口を見据えた研究開発まで、さまざまな分野及びステージにおける世界のトップを目指した先端的研究を推進することにより、我が国の中長期的な国際的競争力、底力の強化を図るとともに、研究開発成果の国民及び社会への確かな還元を図ることを目的としています。

 免疫ダイナミズムの統合的理解と免疫制御法の確立を目指し、自然免疫から獲得免疫までの動的機構を、イメージング技術やシステムバイオロジーを用いて包括的、総合的に理解します。

科学技術試験研究委託事業 ターゲットタンパク研究プログラム(文部科学省)

概 要

 タンパク3000プロジェクト等で得られた研究成果や研究基盤(NMRおよびX線結晶構造解析施設等)を活用し、現在の技術水準では構造解析がきわめて難しいものの学術研究や産業振興に重要なタンパク質をターゲットに選定し、高難度タンパク質の構造・機能解析のための技術開発を行いつつ、ターゲットタンパク質の構造と機能の解明をめざす。

 「技術開発研究」(4領域)では、タンパク質試料をつくる「生産」、立体構造を明らかにする「解析」、機能を操る「制御」及び生産・解析・制御の情報を効率的に共有化するための「情報プラットフォーム」の技術開発を、また「ターゲットタンパク研究」(3分野)では、「基本的な生命の解明」、「医学・薬学への貢献」及び「食品・環境等の産業利用」に向けてターゲットとなるタンパク質群の構造・機能解析を進める。

① 研究課題名  :「オートファジーに必須なAtgタンパク質群の構造的基盤」
  研究期間   : 平成19~23年度
  研究代表者  : 稲垣 冬彦

② 研究課題名  :「神経細胞死に関与する活性酸素発生源の解明と構造生物学的手法を駆使した阻害剤創成」(神経細胞死に関与する活性酸素発生源の構造生物学的解明)
  研究期間   : 平成19~23年度
  研究代表者  : 九州大学 生体防御医学研究所 住本 英樹
  研究分担者  : 稲垣 冬彦

③ 研究課題名  :「高難度タンパク質をターゲットとした放射光X線結晶構造解析技術の開発」
(放射光低エネルギーX線利用自動結晶構造解析システムの開発)
  研究期間   : 平成19~23年度
  研究代表者  : 高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 若槻 壮市
  分担機関代表者: 田中 勲

④ 研究課題名  :「非翻訳RNAによる高次細胞機能発現機構の解明」
(細胞内機能発現のための非翻訳RNAの修飾とプロセシングの構造基盤)
  研究期間   : 平成19~23年度
  研究代表者  : 東京大学大学院理学系研究科 濡木 理
  分担機関代表者:田中 勲

⑤ 研究課題名  :「ATP生産関連膜蛋白質系の構造と機能解析」
(エネルギー変換関連膜蛋白質ロドプシンへの固体NMR解析法の適用)
  研究期間   : 平成22~23年度
  研究代表者  : 大阪大学  蛋白質研究所  阿久津 秀雄
  サブテーマ研究代表者: 出村 誠

特別教育研究経費 研究推進(戦略的)プロジェクト

① 事業名   :「次世代ポストゲノム研究・開発プロジェクト」
  研究期間  :平成20~24年度
  プロジェクト代表者 :次世代ポストゲノムセンター長 五十嵐 靖之

概 要

 我が国が得意とするタンパク質、脂質、糖鎖等の次世代ポストゲノム研究を集中的に推進することにより、実用的新薬並びに疾患診断技術開発を加速させる戦略的基盤研究と人材育成を行うとともに、我が国の戦略的創薬研究の中核的責任を負い、国際的優位性を保つ。

② 事業名  :「自然免疫のナノ領域での機能解析」-先端電子顕微鏡群との異分野融合-
  研究期間 :平成23~27年度
  プロジェクト代表者 :創成研究機構長 上田 一郎
  研究分担者:綾部 時芳

概 要

 北海道大学が有する「世界で唯一」の電子顕微鏡群の解析データを組み合わせる「新たな研究手法」を用いて、腸における自然免疫と食品との関係を明らかにすることで、機能性食品等の評価・確立をし、健康食品やサプリメントの開発など、疾病の予防法や新規治療法の開発に寄与する。