14. 10周年特別企画
シクロケムの「科学」を紹介
 
13. スーパービタミンE“トコトリエノール”の可能性
 
  矢野 友啓さん
東洋大学生命科学部食環境科学科教授・薬学博士
12. 抗がんサプリメントとシクロデキストリン
 
  福田 一典さん
銀座東京クリニック院長
11. 高分子微粒子とシクロデキストリンの関係
 
第1回
川口 春馬さん
基礎研究のみならず、その応用や機能評価まで広く視野におさめる
第2回
川口 春馬さん
高分子微粒子の新たな使い方の先導的な研究者でありたい
第3回
川口 春馬さん
研究だけで終わってはもったいないそれを応用して生活・生命に役立つものに
10. 補完代替医療(健康食品)の現況と今後
  大野 智さん
  大野 智さん
東京女子医科大学国際統合医科学インスティテュート特任准教授・医学博士
09. マヌカハニーとシクロデキストリンの相乗効果
 
  ゲーハート・シュミットさん
トーマス・ヘンレさん
ケリー・ポールさん
08. 植物のニオイとシクロデキストリン
  西村 弘行さん
  西村 弘行さん
東海大学副学長
(北海道キャンパス担当)
07. ニュージーランド産「プロポリス」とNF(神経線維腫症)治療効果
  丸田 浩さん
  丸田 浩さん
NPO「NF CURE Japan」
理事・薬学博士
06. 高分子とシクロデキストリンの遭遇
  椿本 恒雄さん
  椿本 恒雄さん
元・日宝化学(株)
取締役社長
05. 農学とシクロデキストリンの接点
  平田 豊さん
  平田 豊さん
東京農工大学農学府
教授・農学博士
04. マヌカハニーとその抗菌物質MGO(食物メチルグリオキサール)
  ケリー・ポールさん
  ケリー・ポールさん
マヌカヘルス
ニュージーランド(株)
CEO
03. α、β、γ、各種シクロデキストリンの選択的製造を可能に
  ゲーハート・シュミットさん
  ゲーハート・シュミットさん
ワッカーケミー社
ミュンヘン本社
ファインケミカル部門社長 生物学博士
02. シクロデキストリンとともに歩んで。その道程と現況
  小宮山 真さん
  小宮山 真さん
東京大学 先端科学技術研究センター
教授・工学博士
01. サプリメントの現代事情とシクロデキストリン
  堀 美智子さん
  堀 美智子さん
医療情報研究所
(株)エス・アイ・シー
取締役
医薬情報部門責任者

サイエンストーク 科学の現場

高分子微粒子とシクロデキストリンの関係 第3回(全3回) 研究だけで終わってはもったいないそれを応用して生活・生命に役立つものに

高分子微粒子とシクロデキストリンは、その物性から近い存在にあります。そこに着目して、“α-シクロデキストリン1gで脂肪9gを吸着”するという説の根拠を明らかにすべく、高分子微量子の視点からの研究が、(株)シクロケムから川口先生に依頼されているとのこと。その解明への可能性を巡り、興味深い推測が飛び交いました。また、講座制の崩壊に見られる大学の研究室の変化や、企業に受け入れやすい博士課程の提案などについても、熱気を帯びた話に。さらに、化学の応用の大切さが力説されました。福沢諭吉の言葉「学問に凝るなかれ」にならい、研究だけで終わってはもったいなく、それを応用して人々の生活・生命に役立たせることの意義を確認し合う一幕も。今後ますます協力し合っていくことを約束し、明るい余韻を残して「サイエンス・トーク」は終了しました。

プロフィール

“α-シクロデキストリン1gで脂肪9gを吸着”の科学的根拠は?

寺尾 第1回目の冒頭で、“川口先生に新しい研究のお願いをしていて、その件はあとで詳しく”と話したのですが、ここで、取り上げたいと思います。

ことのはじまりは、2006年の北アメリカ肥満研究学会(於カナダ・バンクーバー)で、「α-シクロデキストリン1gで食物中の脂肪9gを吸着し排泄できる」と発表されたことです。しかし、“α-シクロデキストリン1gで脂肪9gを吸着”というのが、どうにも不可解でした。

脂肪はグリセリンに3個の脂肪酸が結合してつくられています。α-シクロデキストリンの空洞は、脂肪酸1本が包接されるのがやっというスペース。α-シクロデキストリンと脂肪は分子量的にほぼ1対1で、やはり“α-シクロデキストリン1gで脂肪9gを吸着”の根拠がわかりません。そこで、川口先生にナゾ解きをお願いした次第です。私の専門外である分野からとらえると、何かいい解決の糸口があるかも知れないと大いに期待しています(笑)。

川口 ともあれ、シクロデキストリン自体、とても面白そうなので、この物質をじっくり勉強するところからはじめたいと思っています。
寺尾 糖の関係の学会には、日本化学会の糖質研究会、応用糖質、キチンキトサン、セルロース、そしてシクロデキストリンの5つがあります。学会に関係なく、名古屋大学の小林一清教授を中心に催され、産・学から人が集まった『多糖の未来フォーラム(2009年)』に参加する機会がありました。そのとき、バイオマテリアルを研究されている東京医科歯科大学の秋吉一成教授の話をとても興味深く聞かせてもらいました。親水性のプルラン(多糖類)にコレステロールをポツポツと入れると、全体として親水性のボールができるというのです。水を好まない脂溶性のコレステロールはお互いにくっ付こうとするため、こうしたことが起きるのですが、コレステロールの置換度は少なめでいいそうです。

講演のあと、雑談の時間に、「脂溶性のなかに親水性をちょこちょこと加えると、全体の場としてアブラを蓄えるといった、逆のパターンはないのですか」と秋吉先生に質問すると、「考えたことはあります」ということでした。あながち的はずれな質問ではなかったようで、このへんにもヒントがあるのかも知れません。

川口 ヒアルロン酸は自重の1000倍近くの水分を吸収します。また吸水性おむつは瞬間的に100倍のボリュームの水分を吸収します。ちょっと考えるとおかしな話ではあるのですが、これらの物質は高分子で構成されていて、分子の長い鎖同士が粗っぽいながらしっかりしたカゴをつくっているため、水が止まってくれるのです。

それに対して、シクロデキストリンは分子の鎖が短いですから、普通は違うメカニズムが働いていると考えたほうがいいでしょう。ただし、低分子ゲル化剤の研究をしている人から聞いた話では、分子の鎖が短くても、10〜50倍の水分を抱え込むことが可能な場合があるといいます。そのメカニズムは、低分子同士でまずヒモをつくり、それを使ってカゴを編み、水を止めるというものです。そこらへんを見ていくと、もしかしたら答が出てくるかも知れませんね。

寺尾 こんなふうにも考えられませんか。通常どおり、1対1の関係でα-シクロデキストリンに脂肪酸トリグリセリドの3つの脂肪酸の1つが包接されるとします。その上で、その包接体同士がスクラムを組んで、そのなかにもトリグリセリドが取り込まれる。こういうのは、どうでしょうか。
川口 その可能性はあるかも知れません。それにしても、シクロデキストリンは本当におもしろい物質だと思います。
寺尾 川口先生にはじめてお目にかかったのは、2009年の夏、化粧品の製造・販売会社『(株)ワミレス』の研究所でした。私ども(株)シクロケムは、コエンザイムQ10包接体(γ-シクロデキストリンに包接されたコエンザイムQ10)を原料として使用してもらっている関係があります。そのとき、シクロデキストリンについて説明させていただいたのですが、「じつにおもしろいですね」といって、いろいろ質問を受けたことを覚えています。
川口 その翌日でしたか、「シクロデキストリンに魅せられました」とメールを送らせてもらいました(笑)。“α-シクロデキストリン1gで脂肪9gを吸着”という、この一体化からしておもしろいですよね。また、β-シクロデキストリンを修飾して分子間水素結合を切ると水に溶けやすくなり、温度を変えると再びそうでなくなるというのもおもしろい。
寺尾 改めて整理してみると、シクロデキストリンは、ブドウ糖が連なって二重の輪(環状)になったものです。そして、ブドウ糖が6つ結合して輪になったものがα-シクロデキストリン、7つ結合したものがβ-シクロデキストリン、8つ結合したものがγ-シクロデキストリンと呼ばれ区別されます。このブドウ糖の結合する数の違いだけで、それぞれ性質が異なるのも不思議といえば不思議です。αとγは水溶性、βは難水溶性。αとβは難消化性(消化酵素による分解を受けない)、γは消化性というわけです。
川口 植物のなかに、微量にしろシクロデキストリンをもつものが存在しますが、この場合、植物はこのシクロデキストリンを使っているのでしょうか。
寺尾 植物自体は使っていません。
川口 ポリエステルをつくる菌が存在するのですが、なぜつくるかというと、備蓄しておいて、いざというときに分解してエネルギーにするためなんです。シクロデキストリンをつくる植物も、何かに役立てようとしているのではないでしょうか(笑)。
寺尾 シクロデキストリンは化学構造的にふたまわりの輪になっているため、熱安定性にすぐれ、200℃でも壊れません。普通の糖質なら100℃の熱をかけたら壊れてしまいます。ゲーハート・シュミット氏(α、β、γのシクロデキストリンを選択的に合成する方法を開発した生化学者)はバイオロジストだけに、シクロデキストリンはそもそも超高熱菌のエサとして使われるために生まれてきたのだといいます。私としてはいまひとつ腑に落ちないのですが・・(笑)。

生活・生命に結びついた化学を基礎から物性評価、応用まで研究

寺尾 川口先生は2009年慶応大学を定年退職し名誉教授になるとともに、神奈川大学の特任教授に就任なさいましたが、学生の皆さんにはどんなメッセージを送られているのですか。
川口 慶応を定年退職するとき、それまでの自分のホームページを振り返って見たのですが、そのなかには学生へのメッセージもいろいろありました。そのひとつに、「Be C.C.ガールズ&ボーイズ」というものがあります。当時、“C.C.ガールズ”というユニットが活躍していて、洒落でそれに引っかけてつくったものです。ここでは、最初のCはCuriosity(好奇心)、次のCはConcentration(集中力)の頭文字を意味します。好奇心と集中力があれば、モチベーションとしては十分だろうと思います。
寺尾 確かにそうですね。ところで、大学の研究室というのは、教授・准教授・講師・助教、そして学生のピラミット型で構成されていて、論文にしても研究室の仕事として発表されてくるのが普通だと思っていました。それがこの頃、少人数でチームを組んで研究するパターンをよく見掛けます。川口先生の論文を見ても、学生さんとふたりで出しているものがありますね。
川口 最近、従来の講座制から変わってきています。研究室が小分けされるようになって、スタッフは教授1人、それに学生というパターンが多くなっています。私の場合は、慶応義塾大学の特殊な事情もあって、教授と学生でチームを組みました。それでも、幸運なことに、優秀な学生が博士課程に残ってくれたので、いい仕事ができました。こうした小人数制はアメリカ式といわれますが、アメリカはポスドクやドクターコースの学生がたくさんいるので、そこが希薄な日本と一緒には考えられないのが実情です。
寺尾 外部との交流をもっと盛んにすることが必要になるでしょうね。まだまだ少ないとはいえ、日本でもドクターが増えてきているように思いますが・・。
川口 文科省がドクターを増やそうとしたことが大いに影響していると思います。ただし、問題なのは博士課程を修了しても就職が厳しいということです。日本の企業の多くは大卒あるいは修士を採って、自分のところで育てるというのが基本的な考えですから。
寺尾 私は博士課程を修了後、ドイツに渡り、ワッカーケミー社ミュンヘン本社に就職しました。この会社は社員の90%以上がドクターで、高専や専門学校などを卒業したスタッフ1〜2人と組んで研究をするシステムになっています。私自身、日本のドクターが欲しいと望まれて入社しましたから、スタートからドクターとして認めてくれていました。
川口 日本でドクターが企業に採ってもらいにくいというのは、企業側だけではなく、大学の側にも問題があると思います。それは、社会に役立つドクターをつくっていないということです。博士課程の学生は指導教授のテーマに特化し、タコ壺に入って一生懸命に仕事に取り組んでいるため、まわりのことがわからず、偏った研究者になっている傾向が見られます。これをどうにかしなければならないと、いま日本学術会議化学部門でも議論しているところです。

指導教授は、学生を子飼いでガチンガチンに拘束するのではなく、武者修行でいろいろな人に接するようにさせる。あるいは、複数の指導教授に付いていろいろ研究させる。このように視野を広げたり、研究のレパートリーを増やしたりする教育をして、社会に送り出すようにしたらいかがでしょうと言う提案が出てくることになると思います。まあ、“口に言うは易(やす)く、行なうは難(かた)い”で、なかなか難しい問題ではあります。

寺尾 川口先生のお仕事を見せていただくと、基礎研究にとどまらず、物性評価や応用まで及んでいて、さすがだなと感心させられます。大学発のベンチャー企業である「(株)アフェニックス」にも関与されたということでした。
川口 この会社は、東京工業大学の半田宏教授と私の特許に基づいて起業したものですが、その準備から立ち上げ、始動まですべて、東工大のTLO(Technology Licensing Organization:大学の研究成果を企業移転して事業化を目指す機関)主導で行なわれました。半田教授は慶応大学医学部の卒業で、医学と工学の連携の必要性を感じ、私たちの研究室にネタはないかと訪ねていらしたことに端を発します。いろいろ検討した結果、高分子微粒子の表面に薬を固定し、どのタンパク質がつくか、どういう機能をもつか、つまり治癒させるのか、副作用はあるのかといったことに取り組むプロジェクトを立ち上げました。

5年間にわたる研究のなかで、非特異吸着を防ぐ高分子微粒子の生成法を共同発明し、特許を取得します。表面にタンパク質など生体特異的成分を固定した高分子微粒子の分散液をアフィニティラテックスと定義したことにちなんで、会社名が決まりました。製薬会社を対象として、当初は、医薬品のタンパク質結合から使える薬を見極めたり、使える薬へと改質したりといったことを行なっていました。

付け加えると、病気のスクリーニングにも役立てることができます。高分子微粒子に植物の抽出成分を付けておき、ここにどんなタンパク質が吸着するかを調べます。吸着したタンパク質が、ある病気に特有のものであれば、この植物抽出成分を病気のスクリーニングに使うことができるというわけです。

寺尾 シクロデキストリンの製品化への応用としては、最近、注目を集めているのが、ドコモの携帯電話に採用された塗装です。シクロデキストリンなどを用いた分子集合体のロタキサンの働きで、携帯電話の塗装がはがれにくく、表面の美しさがより長持ちするという特徴を生み出します。これは、日産自動車(株)が東京大学の伊藤耕三教授、及びアドバンスト・ソフトマテリアルズ(株)と共同で研究開発した塗装技術「スクラッチシールド(細かな擦り傷であれば時間の経過により復元する)」を応用したもので、日産がその特許実施権を(株)エヌ・ティ・ティ・ドコモに許諾するカタチで実現しました。
川口 人々の生活に役に立つ応用は大切なことだと思っています。文科省の事業(研究拠点形成費等助成金)として措置された「21世紀COEプログラム」に対して、私が学内の代表として提案したのは、生活・生命に結びついた化学の意味を込めた“ライフコンジュゲートケミストリー”でした。この研究内容が採択され、5年間(2001〜2006年)、補助金の支援を受けることができました。

私の尊敬する福沢諭吉先生の言葉のなかに、この生活・生命に結びついた化学の意義を肯定してくれるようないいのがあります。それは、「学問に凝るなかれ」という言葉。福沢先生の訓話によれば、“役者は稽古場で芸を高める。しかし、それでは満足しないでしょう。芸を披露し、人々に感動してもらうことで喜びや生きがいを感じることができます。学問も、研究ばかりに専念するのではなく、人の役に立つように工夫し、世の中に評価してもらうことで生きたものになるのです”という意味になります。学問に真面目に取り組むのは当然のことながら、それで終わらせてしまってはもったいないというわけです。

寺尾 世の中で成功するかどうかは、そのひとが努力して勉強したかどうかで決まるといって、学問を勧めたのが福沢先生ですから、学問を一生懸命にした上での話なのはよくわかります。
川口 言葉といえば、私は中学まで静岡県清水市(現・静岡市)で生まれ育ちまして、中学は東海大学の付属に行きました。そこで、創立者の松前重義先生の訓話として耳にした、“若き日に汝の体躯を養え、若き日に汝の知能を磨け、若き日に汝の希望を星に繋げ”という言葉も、その後の私の人生に大きな影響をもたらしてくれました。
寺尾 最後にもう一度繰り返すと、水とのからみに研究のポイントがあるということで、高分子微粒子とシクロデキストリンには共通点が見出せます。親戚ぐらいの近い存在といえるかも知れません。高分子と低分子の垣根を越えて、“α-シクロデキストリン1gで脂肪9gを吸着”の科学的根拠の解明はもちろんのこと、これからますますいろいろな研究で協力し合えることを楽しみにしています。
第1回第2回第3回|(全3回)