[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

医薬品有効成分の新しい結晶化経路を発見!

[スポンサーリンク]

第426回のスポットライトリサーチは、千葉大学大学院薬学研究院 製剤工学研究室(森部研究室)の陳 子喬(ちん しきょう)博士にお願いしました。

森部研究室では医薬品製剤を専門とし、製剤中の有効成分や添加剤の分子状態と製剤物性や有効性との関連性を明らかにすることで、より良い製剤設計指針の確立を目指しています。具体的には、固体NMRによる製剤評価技術の確立やナノ製剤の物性評価法の開発、薬物過飽和挙動の解明などの研究を行っています。本プレスリリースの研究成果は医薬品有効成分の結晶化についてで、有機化合物の結晶化メカニズムは、世界中で研究が盛んに⾏われていますが、その結晶化メカニズムは複雑であり、未だに包括的な理解には⾄っていません。これまでに本研究グループは、免疫抑制剤であるシクロスポリン A のナノ粒⼦懸濁液を 25°C で保存すると、シクロスポリン Aが⾮晶質(分⼦配列が不規則)から結晶(分⼦配列が規則的)に変化することを報告しています。そこで本研究では、この結晶化メカニズム解明を⽬的にナノ粒⼦の形態変化を経時的に観察することを行い、新しい結晶化経路を確認することに成功しました。

この研究成果は、「Nano Letters」誌に出版され、Supplementary Coverにも選出されました。また、千葉大学プレスリリースにも発表されております。

Multistep Crystallization of Pharmaceutical Amorphous Nanoparticles via a Cognate Pathway of Oriented Attachment: Direct Evidence of Nonclassical Crystallization for Organic Molecules

Ziqiao Chen, Kenjirou Higashi, Keisuke Ueda, and Kunikazu Moribe

Nano Lett. 2022, 22, 16, 6841–6846

DOI: doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01608

共同研究者の東 顕二郎 准教授より陳 博士についてコメントを頂戴いたしました!

陳 子喬 博士は、優しい性格の持ち主で、他の学生から研究の相談をされて親身にアドバイスをしている様子は研究室の日常風景です。優しい陳さんですが、一方で自身の研究テーマについては非常に厳しく、一切の妥協はありません。関連論文を徹底的に調べ上げ、戦略的に実験を計画し、データを詳細に解析します。本研究テーマについても、教員を含めて研究室メンバーの誰もが分からなかった現象を、徹底的な論文調査と詳細な解析により次々と明らかにしていく様はまさに圧巻でした。また、読者に伝わりやすいようにと、時間をかけて幾度となく論文推敲を重ねて作った論文のドラフトは、校正の必要がほぼない仕上りでした。本研究は、有機化合物の結晶化理論に新しい知見を与えるものであり、医薬品開発においては特に重要になる画期的な成果です。本論文の発表が決まるまでは小心者の私はやきもきしていましたが、当の陳さんは研究成果に相当な自信があったようで、論文投稿や改訂も楽しんで行っていました。一研究者として頼もしい限りです。陳さんは、アカデミックでの医薬品原薬・製剤開発の基礎研究を引き続き続ける予定であり、有望な若手研究者として今後益々の活躍が期待されます。

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

高品質な医薬品の設計と製造には、有効成分の結晶化に関する知見が不可欠です。医薬品有効成分のほとんどは有機化合物ですが、従来から提唱されている古典的核生成理論により結晶化メカニズムを説明できるケースは限られます。これまでに筆者らは、免疫抑制剤であるシクロスポリンAのナノ非晶質の懸濁液を室温で保存すると、ナノ結晶に転移することを報告しています(図1)。

本研究では、この結晶化メカニズム解明を目的に、cryo-TEMを用いてナノ粒子の経時的な形態変化を観察したところ、“oriented attachment”により結晶化が進むことを見出しました。“Oriented attachment”とは、複数のナノ結晶同士が近づく際に結晶格子に沿って向きを変えて整列し(配向:orientation)、接触して合体する(接合:attachment)ことで、より大きな結晶へと成長する結晶化の経路です。図2は、本研究で観察した時間経過毎のシクロスポリンAのナノ粒子の形態変化を表した模式図、及び各経過時間における代表的なcryo-TEM像を示しています。

“Oriented attachment”は古典的結晶化理論とは異なる理論に基づく結晶化プロセスで、これまでの報告は無機化合物に限られていました。本研究において、有機化合物でも”oriented attachment”の経路により結晶化が起きることが初めて示されました。

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

実は、cryo-TEM画像(図2)を初めて見た時は、予想と全く異なっていたため、「どこかで実験を失敗してしまった。。」とむしろ落胆していました。ただ、繰り返し実験を行っても同じcryo-TEM像が得られるため、「実際に起きている結果かも?」と、徐々に確信を得るようになりました。とは言え、当初は何の現象か全く見当がつかない状態でした。文献調査を行いましたが、医薬品有効成分はもちろん他の有機化合物についても類似する結果の報告はありませんでした。それでも「面白い現象なので何かしらの報告があるはず!」と考え、異分野も含めて徹底的に調査したところ、無機化合物に関するある論文で報告されていた結晶化が、本研究の結果と類似していることに気づきました。今振り返ってみると、「全く分からなかった実験結果を遂に説明できるかも!」と、その論文を読み進めていた時が、一番エキサイティングであったと思います。

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

無機化合物で報告されている結晶化機構が、性質の大きく異なる医薬品有効成分(有機化合物)でも起きることを証明するのに苦労しました。この大きな要因として、結晶化機構の証明のために無機化合物で用いられているTEMの解析手法の多くが、有機化合物に適用できなかったことが挙げられます。そこで、取得できたTEM画像を様々な観点で解析し、さらにX線解析などの他の分析手法を組み合わせた検討を行いました。また、無機化合物の多くの関連論文を熟読し、実験的な証明が難しい点についての議論をサポートしました。最終的に発表した論文では、納得する形で上記の証明が出来たと自負しており、また有機化合物・無機化合物を問わずナノ材料全般を扱うNano Lettersに出版できたことも嬉しく思っています。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

私は大学卒業後に、短い期間でしたが中国の製薬会社に勤め、医薬品の原薬形態検討や製剤設計に携わりました。その時に原薬製造現場で、大きな反応釜で大量の原薬(数十~数百kgスケール!)を結晶化する様子を目の当たりにし、医薬品開発における結晶化理論・技術の重要性を実感しました。今回の研究は小さいフラスコ内の少量の原薬(数百mgスケール)について検討したものですが、得られた知見は実際の製薬会社での原薬の形態選択や製造に活かされると期待されるものです。今後も引き続き、医薬品原薬や製剤の基礎的研究をアカデミアで続ける予定ですが、今回の研究のように実際の製薬会社での医薬品開発に役立つような成果を多く挙げられるように尽力していきたいと考えています。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

「発見」は運の要素が大きいですが、一方でこの「発見」を見逃さない力は必須と思います。私は運良く新しい現象と出会うことが出来、また何とかギリギリ見逃さずにこの現象の機構を解明することが出来ました。ただし、もしこの現象を予め知っていれば、「これは新しい発見!」と余裕をもって気づけたとも思います。今回の経験を通して、目の前のことに囚われ過ぎず、視界を広げて、様々な分野に関する知識や経験を多く身に付ける重要性を学びました。予想しなかった結果や、説明できない現象に出会ったら、全くの異分野の論文や研究者に頼ってみるのも良いかもしれません。

最後に、私の留学生活を終始温かくサポート下さり、本研究の遂行にも多くのご助言を頂いた森部 久仁一 教授、東 顕二郎 准教授、植田 圭祐 助教、また、研究室の学生の皆様に深く感謝申し上げます。また本研究を取り上げてくださったChem-Stationのスタッフの皆様に深く感謝申し上げます。

研究者の略歴

名前:陳 子喬(ちん しきょう)

所属:千葉大学大学院薬学研究院 製剤工学研究室

略歴:

2014年8月 南京工業大学薬学部(薬物製剤専攻) 卒業

2015年11月 東陽光薬業股分有限公司 製剤研究員

2018年9月 千葉大学大学院医学薬学府修士課程(総合薬品科学専攻) 修了

2022年3月 千葉大学大学院医学薬学府博士課程(先端創薬科学専攻) 修了

2022年4月~現在 千葉大学大学院薬学研究院 製剤工学研究室 特任研究員

関連リンク

Avatar photo

Zeolinite

投稿者の記事一覧

ただの会社員です。某企業で化学製品の商品開発に携わっています。社内でのデータサイエンスの普及とDX促進が個人的な野望です。

関連記事

  1. 「世界最小の元素周期表」が登場!?
  2. タンパク質の定量法―ビシンコニン酸法 Protein Quant…
  3. 触媒表面の化学反応をナノレベルでマッピング
  4. アリルC(Sp3)-H結合の直接的ヘテロアリール化
  5. ダン・シェヒトマン博士の講演を聞いてきました。
  6. 分子研 大学院説明会・体験入学説明会 参加登録受付中!
  7. 不斉アリル位アルキル化反応を利用した有機合成
  8. 大阪大学インタラクティブ合宿セミナーに参加しました

注目情報

ピックアップ記事

  1. タンパクの骨格を改変する、新たなスプライシング機構の発見
  2. 期待のアルツハイマー型認知症治療薬がPIIへ‐富山化学
  3. 「イカ」 と合成高分子の複合により耐破壊性ハイドロゲルを開発!
  4. メンデレーエフ空港
  5. 触媒的syn-ジクロロ化反応への挑戦
  6. 胃薬のラニチジンに発がん性物質混入のおそれ ~簡易まとめ
  7. 2018年3月2日:ケムステ主催「化学系学生対象 企業合同説明会」
  8. メルク、主力薬販売停止で15%減益
  9. 第三級アミン酸化の従来型選択性を打破~Auナノ粒子触媒上での協奏的二電子一プロトン移動~
  10. GRCにいってきました:ボストン周辺滞在記2025 Part II

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2022年10月
月 火 水 木 金 土 日
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  

注目情報

最新記事

光前駆体法の活用によって、ヘプタセンで初の一重項分裂を観測!

第725回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院 理学研究科化学専攻 有機元素化学研究室(山田研…

【スタッフ・寄稿募集】Chem-Stationで、化学を「伝える側」になりませんか?

Chem-Station(ケムステ)は2000年に開設された国内最大の化学ポータルサイトです。大学・…

第17回大津会議―とある参加者の記録―

2026年9月28日~29日に開催された第17回大津会議についての、とある参加者の記録です。この記事…

第17回大津会議 -Otsu Conference- 2026 開催報告 ~新体制で紡ぐ「有機合成の夢」~

第17回大津会議が2026年9月28日(月)〜9月29日(火)びわ湖大津プリンスホテルにて開催されま…

有機合成化学協会誌2026年10月号:医薬品プロセス開発・σ芳香族性・含窒素複素環・メロテルペノイド二量体・高歪み化合物

有機合成化学協会が発行する「有機合成化学協会誌」2026年10月号がオンラインで公開されています。…

時代は水だ! セメントのように水と混ぜるだけで成形・硬化できる「水硬性」高分子

第724回のスポットライトリサーチは、東京科学大学物質理工学院(大塚研究室)博士前期課程2年の徳満玲…

複雑さを設計して、結晶の動きをプログラムする

第723回のスポットライトリサーチは、高知工科大学大学院工学研究科(林研究室) 博士後期課程3年の樋…

ハロゲンの力で強力な結合を切断!天然物クマリンから医薬品・機能性材料原料のクマラノン類へ

第 722 回のスポットライトリサーチは、立命館大学大学院薬学研究科薬学専攻 精密合…

観察を写真で残す!カメラ内蔵リアクタ EasyMax 102i を使ってみた

反応の温度も、攪拌(かくはん)も、滴下も、サンプリングもいまや自動で記録される時代になりました。とこ…

ケムステ人気新着記事 トップ 5【2026年9月版】

2026年9月にケムステでは21本の新しい記事を公開しました。この記事では、その新着記事の中から、ペ…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP