天然物化学/創薬化学 (ケミカルバイオロジー)

天然資源から医薬品を抽出・開発し、がん・心不全・感染症などに挑む

掛谷秀昭先生 京都大学 薬学部/薬学研究科 医薬創成情報科学専攻

掛谷先生おすすめ本

ニュートン別冊

『バクテリア=細菌の生態と可能性 驚異のバクテリア』

(ニュートンプレス社)

巻頭の「ノーベル賞受賞の大村博士が発見した細菌から生まれた世紀の特効薬」では、掛谷先生も協力し、大村智先生らのノーベル賞受賞の研究内容を紹介しています。

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第1回 医薬品の50%は、微生物・植物など天然資源から

 

掛谷秀昭先生
掛谷秀昭先生

私の研究室の大きなテーマの1つに、がん・心不全・感染症などの予防薬や治療薬の開発を目的とする、天然資源(自然)に由来する化合物の創薬研究があります。みなさんは、冬虫夏草をご存知ですか。蛾の幼虫に寄生するキノコというとても不思議なものです。冬虫夏草は中華料理の素材でも有名です。この冬虫夏草には、とても強力な免疫抑制作用があることを、京都大学薬学部の名誉教授・藤多哲朗先生が発見しました。現在、冬虫夏草に含まれる化合物をリード化合物(薬のタネ)にした免疫抑制剤(フィンゴリモド)が開発されています。


天然資源に由来する化合物とはなんでしょう。微生物、植物、生薬や漢方、食品素材、海洋無脊椎動物などいわゆる天然資源に由来する有機化合物のことです。天然資源由来の医薬品は、市販医薬品の約50%を占めています。自然界には、薬のタネとなる天然資源は様々あります。少し挙げるだけでも、例えば、朝鮮ニンジン、ヤナギ、イチイ、別名アララギで知られる常緑針葉樹ですね、それから海底にいるホヤなども。
 

一方で、私たちの生活をみますと、微生物というものは様々な場面で役立っています。ヨーグルト、納豆、ビール、酒などを生み出すのも微生物の力ですが、創薬研究に役立つ微生物としては、例えば、みかんにつくカビ(糸状菌)や土壌中の放線菌のような細菌などがあります。


天然資源由来の化合物が薬になった例には、ヤナギから採れたサルチル酸をもとにしたものがあります。消炎鎮痛剤で有名なアスピリンのことですね。抗マラリヤ剤のキニーネは、アカキナノキの樹皮に含まれる有機化合物です。なんといっても代表的な結核の治療薬(抗生物質)は、微生物が作る成分でできています。1943年に、ストレプトマイセス属の放線菌が作る化合物が結核菌を殺すことが発見され、ストレプトマイシンと名づけられました。みなさんはちょっと想像しにくいでしょうけれど、明治・大正時代の日本人の平均寿命は40代です。その死因の多くは結核でした。結核は、ストレプトマイシンが医薬品として利用されることによって、死に至る病ではなくなりました。ストレプトマイシンは人類を救った薬として歴史に名を刻んでいるのです。


私たちも天然資源を伝承薬としてのみ終わらせるのでなく、本当に薬効のある化合物はどの成分なのか、その成分はどのようなメカニズムで働いているのかなどを研究しています。そのために、有機化学、天然物化学、創薬化学、生化学、細胞生物化学、情報科学など多岐にわたる学問分野を総動員して、新しい有用な薬のタネの発見や創薬研究へと結びつけています。

 

興味がわいたら Bookguide

ニュートン別冊

『バクテリア=細菌の生態と可能性 驚異のバクテリア』

(ニュートンプレス社)

巻頭の「ノーベル賞受賞の大村博士が発見した細菌から生まれた世紀の特効薬」では、掛谷先生も協力し、大村智先生らのノーベル賞受賞の研究内容を紹介。

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『入門ケミカルバイオロジー』

入門ケミカルバイオロジー編集委員会(オーム社)

化学の技術・論法を活かして生命現象を探る新しい分野“ケミカルバイオロジー”についてわかりやすく紹介。第1章では微生物からの、第2章では植物から、第3章は昆虫から、第4章は海洋生物が作る毒からの、薬作りを解説。第9章では、生化学の基礎知識とケミカルバイオロジーが学べる。

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『Newton』2015年8月号 「知られざる創薬の世界 夢のくすりを求めて」[Newton Special]

掛谷秀昭(監修)(ニュートンプレス社)

風邪薬に胃腸薬、痛み止めなど、体調が悪いときにお世話になる薬は、体の中をどのようにめぐり、どのように効果を示しているのだろうか。薬の基本から新薬開発の最前線までがわかる、雑誌『Newton』での特集。掛谷先生が監修。

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『新しい薬をどう創るか 創薬研究の最前線』

京都大学大学院薬学研究科(編集)(講談社ブルーバックス)

第一線の研究者たちが語る、DNA情報を活用したゲノム創薬、病巣だけを狙い打つドラッグデリバリーシステム、“21世紀のガマの油”抗菌ペプチドなど最先端研究をわかりやすく解説する。高校生に創薬研究の面白さを知って薬学部を志望してもらおうという目的で書かれた。

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『分子レベルで見た薬の働き 生命科学が解き明かす薬のメカニズム』

平山令明(講談社ブルーバックス)

インフルエンザ・ウイルスやHIVウイルスは、どのようにして病気を引き起こすのか。がんや生活習慣病、免疫反応や炎症反応はどのような生体分子がかかわっているのか。薬はそれらの病気をどのように治すのだろうか。近年、猛烈に進んだ生命科学・薬学の最新知識や新たな病気の解説を加えて、全編改訂した第2版。

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『薬のルーツ”生薬” 科学的だった薬草の効能』

関水康彰(技術評論社)

「薬のルーツ」をたどっていくと「植物」に行き着く。それは植物が持つ成分が人間の生理活性物質と同じ構造であるからという。著者は薬剤師、薬草研究家。植物が持つ、「毒」にも「薬」にもなる不思議な薬効や驚きの成分がわかる。

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『世紀の新薬発見 その光と影の物語 ストレプトマイシンの発見と救われた少女の命』インゲ・アウワーバッハー、アルバート・シャッツ(PHPパブリッシング)

「魔法の特効薬」ストレプトマイシンの発見で、ワックスマンはノーベル賞を受賞した。研究の実質的な発見者のアルバート・シャッツは共同発見者として認められるために裁判で争わなければならなかった。しかし委員会は、受賞理由はストレプトマイシン発見の功績だけでなく、発見につながった方法論や技術、および他の多くの抗生物質の発見を含めたものであるとして、この主張を退けた。シャッツ博士と、一方、もう一人の主要人物がいる。強制収容所での死をまぬがれ、しかし肺結核に冒された、少女インゲ・アウワーバッハーだ。波乱に満ちた二人の人生の物語。

※発行元に在庫なし

『栄光なき天才たち』

伊藤智義(集英社コミック文庫)

全4巻の漫画。科学・スポーツなどの幅広くジャンルから、“天才たち”を丁寧に紹介する人物伝記。特に第4巻は、真のビタミンの発見者・鈴木梅太郎はじめ、北里柴三郎、山極勝三郎、野口英世、理化学研究所など科学者を収録。