研究する有機物として
タンパク質より扱いやすいペプチドに注目

ペプチドを「デザイン」し
機能性を持ち合わせた有機物をつくる

医療界から注目される「金ナノロッド」の
成型にペプチドを活かす

一方、成型させる無機物についてですが、現在我々は「金ナノロッド」という物質の成型に取り組んでいます。金は非常に安定した金属であり、化学反応をあまり起さないのですが、ナノスケールまで細かくすると化学反応が起きるようになります。我々が研究に取り組んでいる「金ナノロッド」はその名の通り、ナノスケールで棒状の金粒子です。この「金ナノロッド」は波長の長い光、すなわち近赤外線領域の光を吸収し、熱エネルギーへと変換するという特性をもちます。現在、医療現場では多くの研究者が、この特性を活かすことを試みています。

まず、ガン細胞などの特定の部位へ金ナノロッドを送達するための移行シグナルを結合した鋳型ペプチドを設計・合成する。それらを水溶液中、温和な条件下で金ナノ粒子の「もと」となる塩化金酸と混合すると、ペプチドが自己集合化する際に内部に塩化金酸を取り込み、還元し、金ナノロッドを合成する仕組み。
ペプチドと塩化金酸を混ぜるだけで望みの金ナノ粒子を合成する方法の開発を目指す。

例えばガン細胞に「金ナノロッド」を大量に集積させ、そこへ赤外線を照射することで光→熱変換を行い、熱によってガン細胞を死滅させるという治療などがそれにあたります。赤外線に反応するということからも人体に害が少なく安全に扱えるということから医療へ応用されることの期待は大きいと思われます。この「金ナノロッド」の成型に我々はペプチドを用いて挑戦しています。具体的には鋳型となるペプチドに移行シグナル^※という「金ナノロッド」を患部へ選択的に送達するための部位を結合したペプチドを合成します。それらを水に溶かした溶液内に「金ナノロッド」の「もと」になる塩化金酸を加えるだけで、ペプチド集合体が「金ナノロッド」を成型するための鋳型となり、加熱や毒性の高い薬品を混合することなく自然と塩化金酸がロッド状の金粒子へと成型されている、合成法の開発を目指しています。

※ 移行シグナル
物質を特定の組織や部位に送り届ける符号のこと。ペプチドやタンパク質であることが多い。

従来法から一変し
安全かつ単工程で「金ナノロッド」を成型

「金ナノロッド」は自然界には存在せず化学的に作り出された形状の物質であり、現在の成型法は、CTAB^※と呼ばれる界面活性剤の集合体内部にできた空洞を使って「金ナノロッド」を成型するというものです。この方法の問題点は、まずCTAB自体に細胞毒性があるということです。もちろん「金ナノロッド」が成型された後には、CTABは洗浄されるのですが医療に使用することを考えればやや安全性に不安が残ります。また作業工程が多い点も問題です。「金ナノロッド」を成型した後、CTABを洗浄し、その後、先に説明した移行シグナルを「金ナノロッド」に付与する作業が必要となります。これに対し、我々が研究する方法は安全性が高く、一工程で金粒子の成型と移行シグナルの付与が完了するため作業時間の大幅な短縮が見込めます。

※CTAB
セチルトリメチルアンモニウムブロミドの略称で、界面活性剤の一種。細胞毒性があるとされている。