東京大学アイソトープ総合センター Isotope Science Center,The University of Tokyo

教授　和田洋一郎

教授　　和田 洋一郎

大学院工学系研究科　先端学際工学専攻（先端科学技術研究センター）　兼務

大学院医学系研究科　分子細胞生物学　兼任

第一種放射線取扱主任者

出身地：東京
趣味：読書と水泳とできればバイオリン

専門分野 ⟩⟩
アイソトープ利用における自動化技術開発
研究内容 ⟩⟩

α線医薬品開発のハードルをクリアするための
ロボットシステム

短寿命α線放出核種をつかった医薬品開発が急速に進展している

　がん患者初診時において約1/3は隣接臓器浸潤や遠隔転移を伴う進行がんであることから、外科的切除などの治療の適応とならず、化学療法や免疫療法によってのみ治療されて生存率が2割を下回っています。このような初診時進行がんに対する治療法として、近年α線内用療法の有効性が実証され医薬品開発が進んでいます。
　α線は飛程が短いので、抗体などを用いたドラッグデリバリーシステムを用いて悪性腫瘍細胞に特異的に取り込ませることによって、他の核種に比べて高効率でがん細胞のみを攻撃することができます。また半減期の短い所謂“短寿命”α線放出核種を選択することによって、投与後速やかに放射能が消失し、正常組織の被ばくを抑制することができます。

α線放出核種の取扱いは他のアイソトープと異なっている

　例えばα線放出核種であるアスタチン-211は、サイクロトロンによってαビームをビスマス-209に照射することによって製造された後、精製されることによってドラッグデリバリーシステムの標識に利用されます。現在我が国において他のγ線やβ線放出核種と比べて20倍厳密に管理することが法律で定められているα線放出核種の利用に関わる作業者の安全を確保するとともに、今後増大するニーズを満たすアスタチン-211を大量かつ安定的に製造するためには、一連の作業効率を大きく改善する必要があります。

ヒューマノイド型ロボットによって安全で効率的な医薬品製造を達成する

　そこで、私達はその精製と標識の行程を自動化することによって、この問題を解決したいと考えています。従来、数理科学者との共同研究において、ヒト研究者では困難な、1分間隔で生命現象を観察するための迅速で正確な実験操作を行うヒューマノイド型ロボットを開発して実験を行ってきました。現在私達は、加速器研究者、ロボット研究者、医学研究者と協働してこのロボット技術によるα線放出核種の製造・精製・標識行程の自動化に取り組んでいます。さらに、情報工学研究者によるセンサーシステムを活用した制御技術や、数理科学者による機械学習機能の実装によって、事故予測システムや自律的な製造量最適化システムを開発し、一層安全なアイソトープの利用を目指しています。


図1. 多分野の研究者による学際的な放射線研究を通じてα線医薬品開発による地域産業振興を目指す

本研究に関する研究費 ⟩⟩
2015年度　挑戦的萌芽研究
「BRAF遺伝子点突然変異頻度に基づく放射線影響評価」（研究代表者）
2018〜2020年度　基盤研究(B)
「短寿命α線医薬品製造工程における被ばくを抑制するロボティック精製・標識技術の開発」（研究代表者）
2018〜33年度　JST-OPERA
「安全・安心・スマートな長寿社会実現のための高度な量子アプリケーション技術の創出」（研究開発責任者）
2019年〜2021年度　基盤研究(B)
「超選択的デリバリー短寿命α線を用いた胃癌腹膜播種内照射療法の実験的検討（代表：野村幸世）」（分担代表者）
研究論文 ⟩⟩

すべての論文から10本選ぶと

  1. Inoue T, Kohro T, Tanaka T, Kanki Y, Li G, Poh HM, Mimura I, Kobayashi M, Taguchi A, Maejima T, Suehiro JI, Sugiyama A, Kaneki K, Aruga H, Dong S, Stevens JF, Yamamoto S, Tsutsumi S, Fujita T, Ruan X, Aburatani H, Nangaku M, Ruan Y, Kodama T, *Wada Y (corresponding author), Cross-enhancement of ANGPTL4 transcription by HIF1 alpha and PPAR beta/delta is the result of the conformational proximity of two response elements. Genome Biol. 2014 Apr 10;15(4):R63. doi: 10.1186/gb-2014-15-4-r63
  2. Maejima T, Inoue T, Kanki Y, Kohro T, Li G, Ohta Y, Kimura H, Kobayashi K, Taguchi A, Tsutsumi S, Iwanari H, Yamamoto S, Aruga H, Dong S, Stevens JF, Poh HM, Yamamoto K, Kawamura T, Mimura I, Suehiro J, Sugiyama A, Kaneki K, Shibata H, Yoshinaka Y, Doi T, Asanuma A, Tanabe T, Tanaka T, Minami T, Hamakubo T, Sakai J, Nozaki N, Aburatani H, Nangaku M, Ruan X, Tanabe H, Ruan T, Ihara S, Endo A, Kodama T, *Wada Y (corresponding author), Direct Evidence for Pitavastatin Induced Chromatin Structure Change in the KLF4 Gene in Endothelial Cells, PLoS One, 2014 May 5;9(5):e96005. doi: 10.1371/journal.pone.0096005. eCollection 2014.
  3. Papantonis A & Kohro T, Baboo S, Larkin JD, Deng B, Short P, Tsutsumi S, Taylor S, Kanki Y, Kobayashi M, Li G, Poh H, Ruan X, Aburatani H, Ruan Y, Kodama T, *Wada Y（co-corresponding author）, *Cook PR. TNFα signals through specialized factories where responsive coding and miRNA genes are transcribed. EMBO J 2012 Nov 28;31(23):4404-14.
  4. Pandya K & Kohro T, Mimura I, Kobayashi M, *Wada Y（co-corresponding author）, Kodama T, *Smithies O. Distribution of histone3 lysine 4 trimethylation at T3-responsive loci in the heart during reversible changes in gene expression. Gene Expr 15: 183-198, 2012.
  5. Mimura I, Nangaku M, Kanki Y, Tsutsumi S, Inoue T, Kohro T, Yamamoto S, Fujita T, Shimamura T, Suehiro J, Taguchi A, Kobayashi M, Tanimura K, Inagaki T, Tanaka T, Hamakubo T, Sakai J, Aburatani H, Kodama T, *Wada Y (corresponding author). Dynamic change of chromatin conformation in response to hypoxia enhances the expression of GLUT3 (SLC2A3) by cooperative interaction of hypoxia-inducible factor 1 and KDM3A. Mol Cell Biol 32: 3018-3032, 2012.
  6. Wada Y, Li D, Merley A, Zukauskas A, Aird WC, Dvorak HF, *Shih SC. A multi-gene transcriptional profiling approach to the discovery of cell signature markers. Cytotechnology 63: 25-33, 2011.
  7. Papantonis A, Larkin JD, Wada Y, Ohta Y, Ihara S, Kodama T, *Cook PR. Active RNA polymerases: mobile or immobile molecular machines? PLoS Biol 8: e1000419, 2010.
  8. Wada Y, Ohta Y, Xu M, Tsutsumi S, Minami T, Inoue K, Komura D, Kitakami J, Oshida N, Papantonis A, Izumi A, Kobayashi M, Meguro H, Kanki Y, Mimura I, Yamamoto K, Mataki C, Hamakubo T, Shirahige K, Aburatani H, Kimura H, *Kodama T, *Cook PR, Ihara S. A wave of nascent transcription on activated human genes. Proc Natl Acad Sci U S A 106: 18357-18361, 2009.
  9. Wada Y, Sugiyama A, Yamamoto T, Naito M, Noguchi N, Yokoyama S, Tsujita M, Kawabe Y, Kobayashi M, Izumi A, Kohro T, Tanaka T, Taniguchi H, Koyama H, Hirano K, Yamashita S, Matsuzawa Y, Niki E, Hamakubo T, and Kodama T (2002). Lipid accumulation in smooth muscle cells under LDL loading is independent of LDL receptor pathway and enhanced by hypoxic conditions. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology 22, 1712-1719
  10. Takaku M and Wada Y, Jinnouchi K, Takeya M, Takahashi K, Usuda H, Naito M, Kurihara H, Yazaki Y, Kumazawa Y, Okimoto Y, Umetani M, Noguchi N, Niki E, Hamakubo T, and Kodama T (1999). An in vitro coculture model of transmigrant monocytes and foam cell formation. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology 19, 2330-2339
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