Research Results 研究成果

細胞を破裂させて低・中分子薬の「入りやすさ」と「出やすさ」を評価

～がん細胞の薬剤取り込み量を簡便かつ直接計測可能に～
理学研究院
川井　隆之　准教授
2025.10.02
研究成果Life & Health

ポイント

  • 薬を作る上で、病気の細胞の内部へどの程度薬が取り込まれて保持されるか評価が必要
  • 浸透圧を利用して細胞を破裂させ、迅速に細胞内部（細胞質）の薬剤を回収
  • 特徴の異なる4種類の薬剤の浸透性と排出性を明確に解析することに成功

概要

次世代医薬品として注目されている「中分子薬」は、がんや難病の治療などに大きな可能性を秘めています。これらの薬は低分子薬と同じように体内で「細胞」の中に入り、特定のターゲットと結びついて効果を発揮します。しかし、薬が細胞にどの程度入り、どの程度の時間とどまるのかを測定するには、これまで時間も手間もかかる複雑な方法しか存在しませんでした。また、薬剤の治療対象である病気の細胞を使って検証することもできませんでした。

九州大学大学院理学研究院の川井隆之准教授らの研究グループは今回、水の力 (浸透圧) で細胞を一瞬で破裂させ、中の成分をすばやく取り出すという新しい方法「CyTOR (サイトル、※1)」を開発しました。この方法では簡単な操作だけでわずか5秒以内に細胞の中にある薬を取り出すことができ、液体クロマトグラフィー-質量分析 (LC-MS、※2) という精密な分析装置で正確に測定できます。

この方法を使い、4種類の薬 (うち1つは中分子薬) を細胞に与えたあと、どのように細胞に取り込まれ、どのくらいの速度で排出されるかを詳しく調べました。その結果、薬ごとに異なる「入りやすさ (浸透性)」や「出やすさ (排出性)」があることが明らかになり、これまでの研究結果とも一致しました。

この技術は、創薬 (新しい薬をつくる) 研究を効率的に進めるための新たな細胞膜透過性試験法として位置付けられます。将来的には、薬の候補物質を効率よく選び出すための標準的な方法として、広く医薬品開発の現場で活用されることが期待されます。

本研究成果は、米国化学会の国際科学誌「Analytical Chemistry」に2025年10月2日（木）午前8時（日本時間）に掲載されました。また本研究はAMED創薬基盤研究推進事業等の助成を受けたものです。

研究者からひとこと

図1. 開発したCyTOR法のコンセプト図

細胞膜は細胞内外を隔てる壁ですが、細胞に都合の良い物質は通し、通常薬のような異物は通さない特性があります。薬が本当に病気の細胞に浸透するかを確認することは極めて重要です。本研究では、これまでずっと盲点となっていた浸透圧を使うことで、細胞を瞬時に破裂させて内部の薬を簡単に抽出する方法を開発しました。シンプルだからこそ誰にでも使える有用な手法ですので、是非色々な方に利用頂きたいと考えています。（川井隆之）

用語解説

(※1) CyTOR（サイトル）法
CyTOR (Cytoplasm exTraction by Osmotic cell Rupture) は、低張液で細胞膜を破裂させ、細胞質をわずか30秒で取り出す新技術です。薬が細胞内に取り込まれる速度や滞留性を迅速に測定でき、創薬研究に役立ちます。ちなみに「サイトル」という名前は、「サイトゾル (細胞質)」を「吸い取る」にかけた駄洒落から名付けました。

(※2) 液体クロマトグラフィー-質量分析（LC-MS）
試料を分離しながら分子量を精密に測定する装置。極微量の化合物でも特定・定量でき、医薬品研究や代謝物解析に広く用いられます。

論文情報

掲載誌：Analytica Chemistry
タイトル：Quantifying Cell Membrane Permeability of Small to Mid-Size Drugs Using Quick Osmotic Cytoplasm Extraction
著者名：Serena Igari、 Daiki Sakai、 Chenchen Liu、 Kohei Torikai、 Nobuaki Matsumori、 Takayuki Kawai
DOI：10.1021/acs.analchem.5c01064

お問い合わせ先

理学研究院　川井隆之　准教授

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