量分析屋の髙橋です。暫く空いてしまってもう４月ですが、2025年も質量分析に関するコラムを書いていきます。前回、質量分析イメージングについて、その概要を解説しました。少し復習しておきましょう。質量分析イメージング（mass spectrometry imaging, MSI）とは、生体組織切片など平面状の試料に対して、レーザー照射などによって直径数µm～100…

今回は今年のノーベル化学賞に輝いた、ATを用いタンパク質のアミノ酸配列から、タンパク質の高次構造解析する技術を利用する、創薬研究について話すことにします。2024年のノーベル化学賞は、全く新たなタンパク質をコンピュータで設計し、合成したワシントン大学のデイビッド・ベイカー氏と、タンパク質の立体構造を予測する画期的なAIモデルを開発した（アルファード２）グーグル・ディープマインド社のデミス・ハサビス氏／ジョン・M. ジャンパー氏に贈られました。

「創薬よ何処へ」の読者の皆様、新年あけましておめでとうございます。昨年まで、国際情勢は政治的にも、経済的にも不安定な状態でしたが、今年は改善されることを願っています。また、今年も皆様にとって良い年であることをお祈り申し上げます。ところで、「創薬よ何処へ」も2016年にスタートしてから、早くも8年目になります。その頃はまだ、医薬品開発は臨床現場と医薬品開発の溝が大きい時期でした。しかし、2015年にアメリカのオバマ前大統領が個別化医療を推進することを発表し、また人のゲノム解析が進み、医薬品開発にもバイオメカニズムを取…

　皆様、前回の最後に、次回からは医薬品をDDS化して、疾患部位に送達されるため必要な疾患の標的分子の探索、疾患部位への送達のメカニズムと患者の層別に関して説明すると書きました。しかし、その後DDSキャリアに関して実際に研究をしている方と話す機会があり、DDSキャリアを用いた医薬品開発にもまだまだ問題があることがわかりました。更に、同時期にプロテインのアミノ酸配列からAT技術を用いた高次構造解析の技術を開発した、デイヴィッド・ベイカー教授（ワシントン大学）、デミス・ハサビスCEO（DeepMind社）、ジョン・ジャン…

質量分析屋の髙橋です。 今までLC/MSに関する内容を中心に、基礎的な内容について書いて来ましたが、今回から何回かに分けて、質量分析としては比較的新しい技術として、質量分析イメージングについて解説します。質量分析イメージング（mass spectrometry imaging, MSI）とは、生体組織切片など平面状の試料に対して、レーザー照射などによって直径数µm～100…

DDSの具体的な研究例の最後にエクソソームを取り上げます。最近の研究で細胞が分泌するナノサイズの小胞であるエクソソームが、タンパク質や核酸を内封して、細胞間にコミニケションツールとして働いていることが明らかになりました。更に、エクソソームには臓器などの体内組織の特定の細胞に、分子を送達する機能も有している可能性が示されていて、このことはエクソソームが生体に備わっている天然のDDSであり、高分子ミセルやリボソームよりも有効なDDSにつながる可能性があると考えられます。…

　DDSは標的部位に到達するまで薬物を保持して、標的部位で薬物を放出する必要があります。そこで、前回も話したようにDDSは、温度などの物理的刺激やpH変化などの環境の刺激に応答して薬物を制御する必要があり、更に薬物の作用部位が細胞内の場合は、薬物を細胞内に到達させる必要があります。そこで、DDSナノキャリアとして注目されたのが、A.D.Banghamによって発見されたリボソームです。…

　高分子ミセルやリポソームを利用したDDSナノキャリアは抗癌剤などの薬物を内包した第一世代のナノDDSと言われていて、既に一部が実用化され、また臨床試験中です。これらの第一世代ナノDDSの組織への集積は、癌組織などにおける血管透過性の亢進と未発達なリンパ系の構築を利用したenhanced permeability…

質量分析屋の髙橋です。大分前になりますが、このコラムでマスディフェクト値について解析しました。今回は、その具体的な例を、実際のマススペクトルを見ながら解説していきます。 図1に正イオン検出のエレクトロスプレーイオン化で得られたペプチド（ロイシン・エンケファリン）とシロキサンのマススペクトルを示します。両方とも高分解能質量分析計を用いて得られたデータであり、m/zの確度は高いです。

今まで話してきたように、核酸医薬はそのまま体内に投与しても、体内で分解され易く、更に細胞への導入効率が非常に悪く、殆どの場合効能を発揮できません。そこで、薬物の安定性を保ち、細胞に効率よく輸送するための運び屋が必要となります。この運び屋はウイルスベクターと非ウイルスベクターに大きく分類されます。…

核酸医薬品はアンチセンスのヴィトラミューンが1998年に承認されて、その後2004年にRNAアプタマーのマキュジェンが承認されましたが、その後ヴィトラミューンが発売中止になり、それ以降核酸医薬はあまり開発が進んできませんでした。このことは、前から話しているように核酸医薬の安定性に問題があったからです。そして、このころから急速に開発が進んだ競合品の抗体医薬の市場導入により、核酸医薬は医薬市場で厳しい状態になり、更に核酸医薬の多くが臨床試験で有効性を証明できませんでした。そこで、siRNAに関してAlnylam社と資本…

質量分析屋の髙橋です。ペプチドやタンパク質など、分子内にアミノ基などプロトン受容性の官能基を複数もつ物質を正イオン検出のエレクトロスプレーで測定すると、1つの分子に対して複数のプロトンが付加した多価イオンが生成し易い事は良く知られています。 マススペクトルの横軸はm/z（mはイオンの質量を統一原子質量単位で割った値、zはイオンの電荷数）で表され、zが1の時つまりは1価イオンでは、m/zはイオンの質量と等しくなり、イオンのm/z値とイオン種から元の分子の質量を推測する事が出来ます。

　Drug Delivery System（DDS）についは、核酸医薬との関連を中心に話したいと思いますが、その前にDDSが考えられた経緯について少し話してみたいと考えています。

質量分析屋の髙橋です。この仕事をしていると、QTOFと(Q-)Orbitrapはどちらが良いですか？ と聞かれる事がよくあります。両者とも、現在MS/MS（プロダクトイオン分析）可能な高分解能質量分析計として、プロテオミクスやメタボロミクス、天然物中の未知化合物の構造推定などの用途に双璧をなす装置だからでしょう。今日は、両者について一緒に書いてみたいと思います。

現在、医薬品として承認されている核酸医薬は、AIDS 患者におけるサイトメガロウィルス（CMV）性網膜炎に適用されるアンチセンス、Vitravene（fomivirsen）と、血管新生型（滲出型）加齢性黄斑変性症に用いられるアプタマー、Macugen（pegaptanib）の2つのみである。Macugenは、2008 年7…

核酸アプタマーは一本鎖のDNAやRNAから構成された核酸医薬ですが、細胞内でmRNAやゲノムDNAとのハイブリダイゼーションで薬効を発揮する他の核酸医薬の作用機序と異なり、抗体と同じように標的タンパク質や細胞と結合し、細胞膜上や細胞外で薬効作用を発揮します。すなわち、一本鎖のDNA/RNAが熱的に安定な立体構造の分子内相補鎖を形成することで、標的分子に特異的に結合する物質になります。この原理から、この物質を標的に特異的に結合する分子を指す、ラテン語のaptus（結合）とギリシャ語のmeros（部分）を合わせてアプタ…

質量分析屋の髙橋です。前回から質量分析部の話を書き始めていて、先ずは“イオントラップ”を取り上げました。前回予告した通り、先ずは定性分析向けの質量分析部を取り上げていこうと思いますので、今回は“飛行時間質量分析部”を取り上げます。飛行時間は英語ではtime of flightなので、飛行時間質量分析計は通常TOFMSと略されます。タイトルは質量分析部としていますが、ここでは書きやすいので、略語ではMSを使う事にします。

皆様、新年あけましておめでとうございます。今年もよろしくお願いいたします。コロナ禍が一向に終息の兆しが見えませんが、今年はWithコロナの生活が昨年以上に定着していくのではないでしょうか？ それでは、今回は予定どおりsiRNAを紹介しましょう。siRNAは2006年のノーベル賞生理学・医学賞を受賞したスタンフォード大学のProf. Andrew Z. Fireとマサチューセッツ大学のProf. Craig C. Melloが発見した、2本鎖RNAによる遺伝子発現制御現象のRNA…

質量分析屋の髙橋です。前々回・前回に引き続き、分析目的と質量分析計の種類について書いてみます。今回は、質量分析部についてです。質量分析部は、イオン化部で生成したイオンを、そのm/zに応じて分離する場です。真空中でイオンに何らかの力を加えて運動させる訳ですが、イオンのm/zの大きさに依って、その運動の仕方（スピードや運動の軌道など）が変わるため、イオンをm/zに応じて分離する事が出来ます。現在市販されている質量分析計には、様々な質量分析部が使われています。二重収束（磁場＆電場）、四重極、三連四重極、飛行時間、イオント…

ここで核酸医薬のメリットを少し話すことにします。疾病の原因となるタンパク質に作用し、その機能を阻害する低分子医薬品や抗体医薬と異なり、核酸医薬は疾病の原因となる遺伝子発現を制御しており、従来の医薬品と異なり遺伝子選択性が高く、標的に直接作用します。そのため今まで開発が困難とされた難病の治療にも期待されており、更に薬物の副作用も軽減されると考えられます。現在承認されている核酸医薬は、国立医薬品食品衛生研究所遺伝子医薬部のホームページで確認すると2022年8月時点では以下のようになっています。…

質量分析屋の髙橋です。前回に引き続き、分析目的と質量分析計の種類について書いてみます。今回は、予告通りイオン化にフォーカスします。つまり、どんな分析の時にどのイオン化を使うのが良いか、という内容です。本論に入る前の前提として、イオン化は試料導入法と密接に関係している事を知っておく必要があります。例えば電子イオン化（electron ionization,…

この3年間のコロナ禍でワクチン接種の話が良く出ています。特に直近ではコロナウイルスオミクロン株亜系統BA5で、今まで以上に高い第7波の感染拡大に見舞われ、4回目のワクチン接種が勧められています。しかし、ウイルスは変異することにより薬に対する耐性も獲得するので、今のワクチンがBA5の感染予防にどれほど効果があるか疑問視されていますが、少なくても重症化を防ぐ効果は高いと考えられています。…

質量分析屋の髙橋です。今回から数回に亘って、何かの試料を質量分析する時、その目的に応じてどのような質量分析計を使えば良いのか？　という内容について解説します。なかなか広い話になるので、何回かに分けて、書き進めていこうと思います。この内容を解説するために、先ずは質量分析計の構成（図1）を確認しておきましょう。

人間の病気の殆どは感染症と癌・成人病（生活習慣病）や先天性心疾患などの個別化医療の疾患領域であり、薬の開発の考え方や手段など創薬が異なります。この中で癌の領域の創薬は、2000年以前は癌細胞殺すか細胞増殖を抑える薬の開発が殆どで、感染症と同じような考え方でしたが、2000年以降はバイオマーカーを用いた個別化医療の疾患領域の創薬の考え方に変わっています。…