　今回開発した技術は、大面積に光の力や光誘起対流を発生させ、生体分子間の衝突確率を高めることで、高効率に分子認識を引き起こす光誘導加速を応用したものだ。生体にほとんど吸収されず、ダメージを与えない波長1064nmの赤外レーザーを10倍対物レンズで100秒間集積し、発生した光誘起対流を駆使して、基板上の細胞から100μmほど離れた位置にある目的の細胞内に有用分子を濃縮導入する。

　低分子のミトコンドリア染色試薬「MitoTracker」を用いた実験では、従来の1000分の1の濃度である500pmol/Lでも細胞内のミトコンドリアを選択的に染色できることを確認した。

MitoTrackerによる細胞内導入の光誘導加速の実験結果。（a）はMitoTrackerの濃度5nmol/L、（b）は500pmol/L 出所：大阪公立大学

　また、抗がん活性ペプチド「R8-PAD」を用いた実験では、従来法の100分の1の濃度となる50nmol/Lという低濃度でR8-PADをがん細胞内に導入し、狙った細胞群のアポトーシスを誘導し、がん細胞を破壊することに成功した。

R8-PADの細胞内導入の光誘導加速の実験結果。（a）50nMレーザー照射あり、（b）50nMレーザー照射なし、（c）5μMレーザー照射なし［クリックで拡大］出所：大阪公立大学

　これまで生物機能性分子が細胞膜を通過して効果的に細胞内に到達するには、数μmol/Lから数十μmol/L程度の濃度が必要だった。今回開発した技術は、副作用低減のための知見獲得や、細胞試験における薬剤量削減による開発コスト低減へつながることが期待される。

「医療技術」バックナンバー

新型コロナウイルス感染症の難治化を予測する血清バイオマーカーを同定
大阪大学は、COVID-19の難治化予測バイオマーカーとして、ヒストンタンパクMACROH2A1を同定した。また、MACROH2A1がCOVID-19の重症肺炎の病態に関わっていることも明らかにした。重症化の予測ツールとしての応用などが期待される。
適応度地形から微生物の薬剤耐性進化を予測、制御する手法を開発
東京大学は、ロボットを用いて大腸菌の進化実験を自動化し、その実験データから薬剤耐性進化を予測、制御する手法を開発した。
使い捨てカイロ技術を活用して手術用スコープの曇りと汚れを解消
大阪大学と大衛は、使い捨て携帯カイロの技術を活用して、手術用スコープの曇りと汚れを解消する新製品「ラパホット」を開発した。世界的な課題であるスコープの加温、クリーニングを日本のものづくり技術で解決する。
内視鏡検査動画から大腸ポリープ候補の検出を支援するソフトウェアを発売
エルピクセルは、深層学習を用いて、大腸内視鏡検査動画から大腸ポリープ候補の検出を支援する「医用画像解析ソフトウェアEIRL Colon Polyp」を発表した。病変検出感度は98.1％で、大腸ポリープの検出、診断補助に貢献する。
医薬品候補分子の生体内移動を可視化する手法を開発
京都大学は、医学や生理学分野で用いる「ホルマリン組織固定」の原理を拡張し、マウス脳内の小分子の分布を可視化する「FixEL法」を開発した。医薬品の候補となる小分子の動きを固定し、生体内での移動とタンパク質への結合を画像化できる。
手術室の稼働率を向上する、手術スケジュールの自動作成ソリューション
富士通Japanは、手術に必要なリソースを調整し、自動で手術スケジュールを作成するソリューション「Fujitsu リソース最適化エンジン Assignment Master」を発売した。手術室の稼働率を向上し、病院経営を支援する。