ネクタイや化粧品も実は“ドラッグ”　京大教授が説く、脱・医療のライフサイエンスが秘める可能性

大学では「生命科学」、世の中では「生活科学」

田畑泰彦氏：私、田畑といいます。みなさんの笑いをとって、次の落谷先生につなぐ前座ですので、よろしくお願いします。

言いたいことは2つなんですね。1つは、「ライフサイエンスとはどういうものですか」という話です。ライフサイエンスの定義はいろいろあるんですけど、私の定義をちょっと聞いていただいてから、あとの話を聞いていただくといいのかなと。

もう1つは、私はバイオマテリアルを40年間ずっとやってきました。「バイオマテリアル」というと、人工臓器やドラッグデリバリーシステムというイメージがあるんですが、そうではないんですよ。もっと幅広い概念なんですね。だから、そういうことを少しお話しさせていただきたいと思います。

バイオマテリアルは材料工学なんですけれども、先ほど京都リサーチパークの小川さんや司会の長田さんが言われたように、やっぱり材料工学もハードテックですね。材料はハードではないです。セラミックスは硬いですけれども、ポリマーなどは軟らかいですよね。そういう意味で、材料だけじゃなくて、やっぱり装置や道具も必要だということを、私から一番最初にお話しさせていただきます。

今日申し上げたいのは、「ライフサイエンスって何ですか？」「バイオマテリアルって何ですか？」。今から15分ぐらいかけて、ちょっと具体的な話をしていきたいと思います。

「ライフサイエンス」というと、大学では「生命科学」なんですね。「生命科学」と言うとカッコいいから、学生がみんな来るんですよ。ところが、実際に世の中に出たら、ライフサイエンスは「生活科学」なんです。みなさんに一番関係があるのは、例えば食料品であったり、シャンプー・リンスとか。ああいうものが世の中に出回っているわけです。

その中で、あとで落谷先生やほかの先生がお話をされるように、厚生労働省の許可をとるような生命科学というものも、やっぱりあるんですけれども。実際にはライフサイエンスは「生活科学」だということを、今日はみなさまがたにいろいろお話ししていきたいと思います。

ドラッグデリバリーシステムとは何か

大学というのは工学部があって、薬学部があって、医学部、歯学部、獣医学部があるんですね。そこにまたがって生物学、農学部、理学部があります。これらの学部間にいろいろな連携があるわけです。

例えば、薬を持っていくドラッグデリバリーシステム。薬と材料を組み合わせて目的のところに持っていったり、目的のところで働かせる。薬は基本的に薬学部が作っているんですね。それで、その（薬を）持っていく材料は工学部が作っているんです。持っていってうまくいっているかどうかの診断は、機械や電気などは工学部がやっているんですよ。

本当に動物でうまいこといくのか、人間にいく前に動物でうまいこといくのかという生物学は、農学部・理学部がやっています。最終的に（薬を）使うのがお医者さんなんですね。これはすべて境界領域なんですよ。こういうものがライフサイエンスなんですね。

ライフサイエンスは生命科学と言っているんですけれども、（スライドを指して）今の世の中はこの輪が上がってきているんです。上がってくると、ここに入っているように培養の装置や加工技術、シャンプー・リンス、ヘルスケアなどは全部ライフサイエンスなんです。

ちょっと例を紹介します。世の中には、薬と材料を組み合わせるドラッグデリバリーシステムというものがいっぱいあるんですよ。そう考えると、生命科学は生活科学になっていくことがわかっていただけると思います。

バイオマテリアルは、体の中に使う人工臓器ですよね。ここでのドラッグデリバリーシステムとは、薬です。薬を材料と組み合わせて、目的のところで作用を発揮するのがドラッグデリバリーシステムなんです。ちょっと考えていただきたいんですけれども、「ドラッグ」って何ですか？　

ネクタイや塗料や化粧品もすべて“ドラッグ”

ドラッグとは、「ある作用を持っている物質」なんですね。「ある作用」が治療薬であれば、みなさんが普通に考えるドラッグなんですね。ところが、ネクタイや壁の塗料も「ある作用」がある。だから、そういうものもすべてドラッグなんですよ。

例えば化粧品も、美白やUVカットという作用がありますよね。それと材料を組み合わせる。だから、化粧品もバイオマテリアル。ドラッグなんですよ。

どういうやり方があるかというと、ドラッグをあるカプセルに入れて、ドラッグの効き方や時間を調整する。これは、徐々にドラッグを放出する「ドラッグの徐放」ですね。あるいは体の中での安定性が悪いから、材料とドラッグを組み合わせてドラッグの安定性を上げる。

あるいは、皮膚にとどまるようにしたり、吸収促進をすることもドラッグデリバリーシステムなんです。顔に普通に塗って吸収するとすれば、皮膚があれている。この場合は皮膚科に行かないとだめですね。基本的にサイズの大きなものは入らないんですが、ちょっと吸収するほうがやっぱりいいこともあるわけです。これを実現するのがバイオマテリアルです。

ドラッグを目的のところに持っていくこともドラッグデリバリーシステムです。ここでわかっていただきたいのは、ドラッグは治療薬だけではないということなんです。ライフサイエンスは対象となるものがすごく広いんですね。

例えば治療薬で考えると、抗がん剤、ホルモンですね。これは直接だとうまくいかないので、2つの抗がん剤を同時にカプセルに入れて徐放する。そうすると効果が上がりますよね。あるいは核酸、プラスミドDNAです。

そうしたものを実際に徐放することによって（効果を発揮）できるし、血管を作るようなプラスミドDNAでも、徐放化することでこういうふうに血管ができて、足が腐っているのが治っていくんですね。これもドラッグデリバリーシステムです。みなさんには今、お話ししたようなイメージ、先入観があるから、「ドラッグはやはり治療に使うんちゃうか」という感じなんですね。

医療の世界で注目されている「核酸医薬」の効果

今おもしろいのは核酸医薬（DNA、RNAなどの核酸が十数個～数十個つながった鎖状の構造を持ち、遺伝子と異なりタンパク質をコードせず、核酸そのものが機能を持つ医薬品の総称）なんです。

何がおもしろいかというと、細胞の核で効くんじゃなくて、細胞質の中で働くわけです。RNAやDNAやアンチセンス鎖というものなんですね。それを実際にやっても、細胞の中に入らないわけです。細胞の中に入れるために薬を材料と組み合わせる。これもドラッグデリバリーシステムです。

そうすることで、抗がん剤の代わりにプラスミド（細胞質にあって染色体とは独立に自己増殖し、次世代に遺伝される染色体外性遺伝子）、siRNA（small interfering RNA：低分子干渉RNA）を使うこともできる。

例えば、腎臓の慢性腎炎はコラーゲンがめちゃくちゃ出すぎることで悪くなる。そのコラーゲンを、シャペロンHSP47（ヒートショックプロテイン47：コラーゲンの質を保つために必要不可欠）というタンパク質をsiRNAに、核酸医薬でうまくコントロールすることによって、コラーゲンの出方が減り、治療効果が出てくるんですよね。

こういうこともすべて、境界領域なんですよ。核酸医薬はこれから1つのキーワードになってきますけれども、そのときにいろいろな境界領域がないとだめです。あるいは局所だけじゃなくて、そういうものをいろいろ使って小さな粒にして、それを（体に）打つことによって、体の中で目的のところに持っていく。

日本と海外の遺伝子治療に関する違い

siRNAは体に入れてもすぐ活性がなくなります。ところが、そういうものを小さなカプセルにしてやると、活性が伸びてより良く効くようになるんですね。これもドラッグデリバリーシステムですよね。こういうものはまさしく境界領域だと思います。

日本で遺伝子治療というと、遺伝子だけで治療するような感じなんですね。ところが世界を見ると違うんです。細胞だけではやっぱり活性がない。だから、遺伝子を入れて、細胞をムキムキにして、その元気になった細胞を使って治療する。遺伝子と細胞のハイブリッドというやり方もあるわけです。

遺伝子を用いて細胞を元気にして治療する。このようなやり方があるわけですね。核酸医薬を細胞の中に取り込ませる。取り込ませたあとの元気な細胞を体内に打ち込むと、体内での細胞の治療効果が高まるわけです。こういうのも遺伝子治療です。

ちょっと覚えておいていただきたいんですけれど、遺伝子治療は、遺伝子を直接扱うだけじゃなくて、細胞を元気づけるのも遺伝子治療なんです。そのように考えていただきたいと思います。

材料と組み合わせるだけでは目的のところに行かない場合もあります。そこで目的のところに行ったら、外から超音波やマイクロ波などの物理的な刺激を与えてドラッグの活性をその場で高めてやる。物理原理通り、これはハードテックですよね。こっちのハードテックを使って、ソフトと組み合わせて治療効果を上げていくわけです。

1つの例としては、急性心筋梗塞のとき、血管の中に小さな血の塊ができるんですね。それが詰まってしまうと、えらいことになるわけです。救急車で運ばれているときにどんどん詰まっていくわけですね。だから、救急車の中で塊を溶かしたいわけです。

それを溶かすために、tissue plasminogen activator（t-PA：組織プラスミノーゲン活性化因子）というものを血液中に打ちます。それで、心筋梗塞のあるところに超音波をバンと与えるんですね。超音波を与えるときだけ、t-PAがばっと働いて、心筋梗塞の予後が良くなるんですね。これもドラッグデリバリーシステムにハードテックを組み合わせることによって、治療効果を上げていっているわけです。

医療から日常生活までを支えるドラッグデリバリーシステム

あるいは、ドラッグデリバリーシステムは免疫療法にも使える。例えば、腸の潰瘍性大腸炎、IBDというものが非常に問題になっていますけれども、そのターゲッティング治療ができる。マクロファージだけにドラッグを持っていきたいわけです。これも境界領域技術を引用すれば可能になると考えます。

世の中には、水に溶けないドラッグが非常に多いんですね。ところが水に溶けないお薬は、そのままでは体に打てないです。だから、水に溶けないお薬を水に溶かすように、界面活性剤的なものが必要なんですね。界面活性剤を用いて水可溶化した、ラパマイシンという体に安全な治療薬を作ってやる。これが本当に溶けているのかどうか、目的のところに行っているのかどうか。ハードテックでしっかり治療効果を見ていく装置も必要なんですね。

すべてが、バイオ×ハードテックなんですよ。今の場合は、水に溶けないお薬の例です。例えば、ちょっと化粧品を塗るときのことを考えてみてください。UVカット剤なども全部油で、水に溶けませんよね。それをうまくエマルジョン化（乳化）するようなものも、当然バイオマテリアルなんです。ドラッグとは治療効果を持つものだけではなく、化粧品などもすべてそうです。

もっと考えてみましょう。化粧品以外にもいろいろあります。例えばお米に虫がつきます。（それを防ぐために）お米の中にカプサイシンの入った小さなカプセルを入れているんです。カプサイシンを徐放することによって、お米に虫がつかないんですね。

あるいはみなさんも僕も、腹をぽんぽんと叩くと（服から柔軟剤などの）匂いがします。（スライドを指して）これはうちの家内がやってくれているんですけれどね。どうやってやっているかというと、水にとけるカプセル中に柔軟剤や芳香剤が入っているんですね。

これを洗濯機の中に入れると、最初の（洗剤）ところが溶けてくるので、しっかり（衣類を）洗って、そのあと時間をずらして柔軟剤が出る。そのあとに芳香剤が出るんですね。このように時間をずらして作用する、これもまさしくドラッグデリバリーシステムですよね。

これは生命科学ですか？　いえ、生活科学ですよね。だから、みなさんはもうドラッグデリバリーシステムを使っていい生活をしてるわけですよ。そういう感じで考えると、ライフサイエンスってめちゃくちゃ広い領域を支えていると思いませんか。

ライフサイエンスは医療の世界だけに留まるべきではない

バイオマテリアルは、体の中で使うだけじゃなく、細胞などに触れて使うものなんですね。顔や頭皮は細胞でできている。これに触れて使っている、化粧品やシャンプー・リンスはバイオマテリアルですよね。あとで出てくるかもわかりません。化粧品、シャンプー、リンスであれば、厚生労働省の許認可は不要ですが、医療機器となれば、厚生労働省の許可がいりますよね。ほんなら、めちゃくちゃお金と人員がかかるわけですよ。

このような投資がかかるバイオマテリアル分野の前に、もっと簡単なところで儲けようと、企業家のみなさんは考えるわけですね。研究の試薬や理化学機器もバイオマテリアルです。なぜかというと、これらも細胞やタンパクに触れて使っていますよね。そういうものもライフサイエンス分野なんですね。

あとで再生医療の話をしますけれども、再生医療の一般のイメージは、細胞を移植すれば治るというような、細胞治療のことを考えているんですね。この再生医療分野を支えるというのも、ライフサイエンスの分野なんです。そういうこともしっかり考えていただければと思います。

そこで私が申し上げているのは、ライフサイエンスは、どんどんこっちの「工学」に入ってきている。工学部出身の理工系の方が会社に勤めていた場合、ライフサイエンス分野に関連の仕事が増えてきています。そういう時代になってるんですね。

ライフサイエンスといえば、治療や診断などの医療ばかり見ていたらだめなんですよ。いろいろなことを考えていくと、そこにキーがあるというのが、このバイオ×ハードの寄り合いだと私は考えています。

再生医療の4つの柱は「細胞移植・組織工学・創薬研究・遺伝子治療」

ここまでが、バイオ×ハードテックのオーバービューなんですけど、よろしいですか。次は、私が再生医療について考えていることを言います。再生医療は治療と研究、いろいろあるんですけれども。ちょっとこれだけ知ってほしいんですね。日本から一歩出たときに、再生医療とはどういう定義となっているのか？

再生医療は柱が4つあります。1つは細胞移植です。1つはバイオマテリアルを使って、細胞を元気にするような組織工学。もう1つは創薬研究です。もう1つは遺伝子治療です。この4本の柱に同じ重要性があり、すべての分野で進歩が必要なんですね。

そこで一個一個見ていくと、細胞移植の対象は、日本の場合は成熟細胞や幹細胞ですよね。ところが一歩（日本を）出て、細胞移植は何かというと、CAR-T（活性化T細胞）やDendritic Cell（樹状細胞）です。わかりますか？　こういうものもすべて再生医療に含まれているんですよ。みなさん、そういう感覚はないでしょう。

バイオマテリアルを活用したり、装置・ハードテックを活用することによって、細胞を元気にする細胞周辺環境を創製する材料工学と、それを評価する技術・方法論が必要となる。

創薬研究が何かというと、細胞を用いて薬の研究開発を行う分野ですが、創薬に向いているだけで、必要なことは結局「細胞を三次元化する」細胞が生体で存在している状態を試験管内で再現するということなんですよ。そのためには、いろいろな道具と材料と装置が必要です。それをよくわかっていただいたら、いろいろなことができると思います。

もう1つです。遺伝子治療は、核酸を用いた治療だけじゃないんです。細胞を遺伝子によって元気づけて、体の中に打っても細胞がへたらないようにするのも遺伝子治療です。

この4つが再生医療の中心です。こういうことを全部考えていただいて、それを頭に入れながら、今日の話を聞いていただければ、かなりいろいろなビジネスのチャンスがあります。

新たな技術が生まれたら、その周辺の技術について考えるべき

もう1つだけ言いたいんですけれども、日本は細胞を採ってそれを体内に入れて治療することも、ものすごくレギュレーションがきついですよね。しかしながら、現状では、細胞を入れても体内での歩留まりが悪いんですね。だから、歩留まりを上げるような材料や道具や装置がいるんですよ。実際どれだけ歩留まりがあるかを計る装置もいります。

細胞の体内で歩留まりが悪いというのは、細胞が体の中に入ったときに死ぬんですよ。細胞が死なないような細胞の周りの環境をつくるのがTissue Engineering（機能を失った臓器や組織の代替品を、生命科学と工学を組み合わせて作り出す考え方）なんです。

しかしながら、アメリカでは、細胞に死なないような遺伝子を入れて、元気づけた細胞を使って治療してるんです。FDA（Food and Drug Administration：アメリカ食品医薬品局）の方が日本のPMDAより考え方が先に進んでるんですよ。

あとで落谷先生のお話がありますけれども、細胞から出るエクソソーム（直径50～150ナノメートルの細胞外小胞の一種）は、細胞を打つことなく、エクソソームだけで再生治療を行うことができるわけです。エクソソームはある意味、細胞よりも単純ですよね。

エクソソームを目的のところに届ける、例えばエクソソームをターゲッティングする。エクソソームを長期に徐放するとかですね。私たちは、そういう研究もやっているわけですね。

だから新しいものが出たら、それに対する周辺の技術をしっかり考える。治療に持っていくだけじゃなく、一般の生活科学に入れることが……エクソソームは生活科学に入りますよね。化粧品は医療ですか？　みなさん毎日病院に行って化粧をしますか？　違いますよね。

僕は土曜日・日曜日にうちの家内とスーパーマーケットに行くんですね。うちの家内がいろいろ買ってるときに、ぜんぜん違うところを見ています。「これもバイオテクノロジー、これもバイオテクノロジー」って見ていると、楽しくて楽しくてしかたがないんですよね。そういうところから新しいことが始まるんだと思います。

キーワードは「細胞を三次元化する」

みなさん、こんなアホな話をしているとみなさんの顔にも歯が見えてきましたね。ということで、私のオーバービューの話しは前座としては有効であったということなので（笑）。もっといろいろなことを言いたいんですけれども、やめましょう。社長さんにだいぶ時間とられましたし（笑）。

（会場笑）

最後にこれだけ言いたいんですけど、材料を使うことによって、こういう新しい再生治療がどんどんできるんですね。こんな再生治療、ご存知じゃないでしょう？　ただ単に元気な細胞を体内に入れたって、こんな治療はできないですよ。

細胞と材料を使うことによって本当に治療効果が出ているのかどうか、どうやって検査するんですか。その検査がハードテックなんですよ。あとでお話があると思いますけど、手が届かないところにロボットを使ったり、ロボットだけ使って手術するだけじゃなく、本当にそれがうまいこと働いているかどうかを診断するような装置も必要です。

簡単に言うと、細胞を三次元化するというのが1つのキーワードですよね。三次元化したら、細胞の中をどうやって見るんですか。3次元の細胞の塊の中の細胞を見るようなマイクロスコープはありますか？それは1,000万円、2,000万円使ったらできるかもしれません。これであれば、お金をもっているところしか研究ができないのではないでしょうか？

でも、100万円、200万円ぐらいでそういう装置があれば、どこでもできますね？　そこがハードテックなんですよ。まだまだお話ししたいところがたくさんあるので、あと90分かけてお話ししたいと考えますが、いかがですか。前のあいさつで講演時間を7分間とられましたので、それを盛り返すために、あと90分、私がお話したいと思います。冗談です（笑）。

ということで、終わりたいと思います。すみません、2分超過しましたね。オーバービューということで、落谷先生に続けたいと思います。どうもありがとうございました。

（会場拍手）