細胞膜は物質を簡単には通さない仕組みがあります。この障壁を打ち破る方法を開発しています。これまでにビタミンや酵素などの透過を試みて成功しました。 これを発展させると、これから開発されるであろう新型コロナウィルスの治療薬やワクチンを注射針なしに投与することが可能となります。

プロジェクト本文

あなたからのメッセージ
はじめに・ご挨拶

技術開発を行なっている私設の研究所です。これまで様々な研究開発を行ない各業界に提供しております。

主に生物分野と環境分野で研究を行なって参りました(後述)。

この度、細胞外から物質を導入する方法を開発しました。図1は方法の模式図です。図2に示しているようにアスコルビン酸(ビタミンC)の導入が確認されています。またタンパク質のような大きな分子でさえ細胞に入れることも確認されています(図3、図4)。これをさらに発展させるためにみなさんのご協力を仰ぎたいと応募しました。完成すると社会貢献度の大きな事業に発展すると信じております。

このプロジェクトで実現したいこと

細胞には簡単に外部からものが入らないような仕組みがあります。例えばビタミンCなどはいくら皮膚に塗っても入ることはありません。当研究所ではビタミンCを始め、様々な物質を入れる方法を見出しています。予備実験では巨大なタンパク質さえ導入する結果が得られています。

このプロジェクトで行なうのは、予備実験結果をさらに詳細な実験結果を得て実証することです。これが実現されれば、実に多くの応用事例があります。例えば、老化の原因となる活性酸素の蓄積は肌のシミ、シワなどを発生させますが、活性酸素を除く作用のあるビタミンCが細胞に潤沢に導入できれば再び細胞を活性化させ、老化を遅くさせることに繋がります。ビタミンCに限らず、細胞に必要な物質を選択投与することができます。

ただ、特許として出願するには様々な実証例と詳細な実験データを掲載しなければなりません。基本的な仕組みが開発されているので、後は資金と労力だけで実現できます。

プロジェクトをやろうと思った理由

細胞に物質が透過しないのは環境要因が簡単に生物に影響しないようにする巧妙な仕組みがあるからです。ですから細胞に外部からものを導入するのはこれまで困難なことでした。病気の際に必要な薬剤を口から与えるには、実際に細胞に作用できる千倍もの量を投入する必要があります。これは消化管の中で分解を受けてしまうためです。ただ、経口から投与すると量が多いために様々な副作用が起きやすくなる恐れがあります。注射や点滴など直接血管に入れる場合には少ない量で済みます。

もし、細胞に直接薬剤を導入できるとすれば、経口投与による弊害、副作用を大きく減らすことに繋がります。もし、これが自在に出来れば薬剤の投入方法が大きく変わる可能性があります。

これまでの中で高分子が細胞に取り込まれたという積極的な報告はありません。ただ、約30年ほど前の文献に、マスの仲間に外部から浸透圧で牛の血清アルブミンというタンパク質が入ったという報告はあります。ただ水生生物ですから口やエラから周り巡って導入された可能性も否定できません。しかしながら、消化管から入ったにせよ、腸管細胞から取り込まれたことは間違いなさそうです。

このような方法に可能性があるものであると直感したので、研究をこの方向に向かわせたいと、予算の許す限り予備実験を行ないました。その結果、ある程度の結果が得られましたので、本格的なプロジェクトとして立ち上げたいと思いました。

これまでの活動

当研究室はこれまで、1)アンモニアを分解する硝化菌というバクテリアの活性を高める方法を見出し、困難な硝化菌培養方法を確立し、熱帯魚などの水槽を維持する素材を開発しました。2)パラジウムという金属を用いた触媒を開発し、一酸化炭素の分解触媒、悪臭除去触媒などへの応用を行なっています。3)銀系の触媒を開発し、植物の老化ホルモンであるエチレン分解に応用しました。現在、大手輸送企業で実際に果物の輸送効果を検証しています。4)青函トンネル内で見出した鉄バクテリアを利用した重金属除去方法を提案しています。放射性セシウムも除去できることが南相馬市での実証試験で確かめられています。5)有機物をバクテリアで分解し、水耕栽培の養液として利用する技術を開発しました。4)および5)は3年前市村財団の支援を受けました。6)現在も検証中ですが、氷核活性細菌という高温で(−2℃)で凍らせる活性のある菌があり、この抽出物を利用して高温で凍結を起こさせて高度な冷凍保存法を開発しました。

このように当研究室での微生物利用、細胞の生理については多くの経験があります。

支援金の使い道

支援金の多くはアシスタントの人件費、試薬、機器、消耗品購入代に宛てられます。

実施スケジュール

本支援金により、約1年半のうちに特許出願まで行ないたいと思っています。進捗状態はその都度各人にメールマガジンを通してお伝えします。なお、特許出願に至らなかった場合、提供資金は全額お返しします。

2020年

2月〜3月:バクテリアを用いたアスコルビン酸(ビタミンC)の導入実験

4月〜6月:ヒト粘膜細胞を用いたアスコルビン酸の導入実験

 以上により細胞導入の具体的事例を集積し、特許原稿の資料とします。

7月〜9月:バクテリアを用いた複数物質の導入についての実験

 分子量の異なる2以上の物質を同時に導入できるかどうかを検証する。

10月〜1月:タンパク質(酵素)の導入をより詳細に検討する。

2021年

2月:特許出願書類の作成と出願

プロジェクトの効果

以上述べたように、細胞に自在に物質を導入することができれば、

1)効果的な投薬方法が出来る。このことにより不用に与える薬剤の量が激減し、副作用の危険性が低下する。

2)老化に伴い不活化した細胞に十分な栄養や必須成分を与え、再び蘇らせることが可能となる。シミやシワが減る可能性がある。

3)がん化した細胞に対し、直接抗がん剤を与えることが可能になり、より効果的な投与が可能となるばかりか、副作用が激減させる効果がある。特にがん細胞にホウ素を導入すると、放射線をがん細胞のみに選択的に照射でき、正常細胞へのダメージが極めて少なくなる。このホウ素を入れ込む技術として使用できる。

4)今必要な栄養源を直接細胞に与えることが出来、即応的な効果が期待できる。

などなど、予測不能な効能も期待できると考えます。

パトロンへのリターンについて

当研究所は利益追及を目的とはしておりません。充実できる研究生活が出来ることが無上の喜びです。

本プロジェクトの第一段階は、技術の特許申請を行い、成立させ、その上で様々な大手企業に対し、実用化を提案し、商品まで仕上げることです。

リターンとしては、毎月の進捗具合を各々の支援者の方々に報告致します。

先の長い計画ですが、この技術は必ず実用化に寄与するものと信じております。

自己紹介

函館市に私設の研究所を構えている、門上洋一と言います。通常は研究室で研究しておりますが、週に一度近隣の北海道教育大学で「イノベーション論」を講義しています。各大学との関係は大事にしています。


  • 2020/04/20 11:22

    猛威を払っているコロナウィルス。遅かれ早かれ有効な治療薬も開発されるはずです。ここで必要なのは安全な投与法です。この技術を使えば治療薬やワクチンを注射針を使わずに投与が可能であり、使用した注射針による汚染は防げます。用途が広いこの技術を是非成功させたいものです。

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