雑談スレッド - 1024144997 - したらば掲示板

317：・゜*ヽ(´ー｀)/。・゜*：2013/05/21(火) 06:31:40: 11
└30>>1化学・生物学には詳しくないけど、実用化できたなら朗報だね。
：ニュース二軍+板記者募集中！＠pureφ ★ [sage ] 2013/05/16(木) 11:55:46.25 ID:???
中央大、製造しやすくて常温で長持ちして血液型を選ばない人工血液を開発

中央大学は5月13日、「人工酸素運搬体(赤血球代替物)」として、ヘモグロビンに血清タンパク質「アルブミン」を
結合させた構造の明確な「ヘモグロビン-アルブミンクラスター」を開発し、その立体構造の詳細を明らかにすると
共に、得られた製剤が生理条件下(pH7.4、37℃)で酸素を安定に輸送できることを実証したと発表した。

成果は、中央大理工学部応用化学科の小松晃之教授らの研究チームによるもの。研究の詳細な内容は、
4月29日付けで米国化学会誌「Biomacromolecules」にオンライン掲載された。

輸血液の代替物となる人工酸素運搬体の実現は、次世代医療における重要課題の1つとして位置づけられて
いるところだ。特に日本では、1つは大規模災害時における輸血液の大量需要から、もう1つは少子高齢化によ
る献血者人口の減少に伴う慢性的な輸血液不足への懸念から、血液型に関係なくいつでもどこでも使用できる
人工酸素運搬体の開発・常備が、危機管理の重要施策にもなっている。

人工酸素運搬体の研究はこれまで欧米を中心に行われており、赤血球中にある酸素輸送タンパク質のヘモ
グロビンを化学修飾した、いわゆる「修飾ヘモグロビン製剤」が精力的に開発されてきた。特にヘモグロビンを架橋
した「ヘモグロビン重合体」は、輸血液の代替物として1990年代から研究が始まり、21世紀に入ってからは米
Northfieldの「PolyHeme」、Biopureの「Hemopure」が臨床試験PhaseIII(第三相試験)まで進んでいた。

しかし、不均一な構造であることや、血圧上昇などの副作用といった問題を解決できず、2013年4月時点で認可
された製剤はない。つまり実用化には未だ至っていないというわけだ。なお血圧上昇のメカニズムは、このヘモグロビン
分子が「血管内皮細胞」から漏出し、「血管内皮由来弛緩因子」である一酸化窒素を捕捉するため、血管収縮が
起こることで発生するものと考えられている。

そのような背景の下、小松教授らが今回設計・開発したのが、構造が明確で、副作用がなく、生体内で十分量の
酸素を輸送できる新しい人工酸素運搬体だ。具体的には、ヘモグロビンの分子表面に3個のアルブミンを結合させた
クラスター(画像1)を合成しており、それが安定な酸素錯体を形成できることが見出されたのである。

アルブミン(正確にはヒト血清アルブミン)はコロイド浸透圧の維持や各種内因性・外因性物質(代謝産物や薬物
など)の貯蔵運搬という役割を担っている。そして、ヒトの血清(血液中の血球以外の部分)に溶解しているタンパク
質の中で最も量の多い成分で、約60%を占める。ヒト成人男子の血清100mL中には4～5gものアルブミンが含まれて
いるという。

酸素運搬の役割を担うヘモグロビンをアルブミンで包んでクラスター状分子にすることによって、アルブミンの性質を
持ちながら、赤血球のように酸素を運ぶことのできる新しいタンパク質複合体というわけである。

ttp://news.mynavi.jp/news/2013/05/14/077/images/001l.jpg
画像1。クラスターの立体構造。中央の赤い部分がヘモグロビン、周囲の緑の部分がアルブミン。ヘモグロビンがアル
ブミンで覆われた構造になっている

このようなクラスター状分子を作る上で最も難しい点は、いかに1つのヘモグロビンを複数のアルブミンで包み込むかに
ある。小松教授らは、アルブミンの中に1つだけ存在する34番目のアミノ酸「システイン」に着目し、それと赤血球から
取り出したヘモグロビンの表面を選択的に結合させる方法により、目的のクラスター構造を高効率で調製することに
成功した形だ(画像2)。ヘモグロビンをアルブミンで包み込んだ形である。また、ベルリン自由大学と共同で特殊電子
顕微鏡観察を実施し、その3次元構造の詳細も解明したのである(画像3)。

ttp://news.mynavi.jp/news/2013/05/14/077/images/002l.jpg
画像2。ヘモグロビン-アルブミンクラスターの合成方法の模式図。血液適合性は高く、生体は血清タンパク質として
認識するので、安全性はきわめて高い
ttp://news.mynavi.jp/news/2013/05/14/077/images/003l.jpg
画像3。ヘモグロビン-アルブミンクラスターの(a)原子間力顕微鏡像と(b)透過型電子顕微鏡像。中央のヘモグロ
ビンにアルブミンが3分子結合している構造がはっきり観測できる