中高生と“いのちの不思議”を考える─生命科学DOKIDOKI研究室

最近、「ナノテクノロジー」という言葉をよく耳にすることがあるだろう。「ナノ」とはもともとはラテン語で「小人」という意味で、1メートルの10億分の１の大きさのことだ。10億分の１と言われてもピンとこないかもしれない。地球の直径を1メートルとすると、1ナノメートルはわずか1円玉くらいの大きさにすぎない。途方もなく小さいことがわかるだろう。
私たちが目で見ることができる大きさは、せいぜい0.1～0.5ミリメートル程度だから、仮に30ナノメートルのノロウイルスを観察しようと思ったら光学顕微鏡でもムリで電子顕微鏡の出番となる。それくらい極小の領域の物質を取り扱うのが、ナノサイエンスであり、ナノテクノロジーなのだ。

このナノテクを医療の世界で活用しようとする研究が「ナノ医療」で、東京大学大学院工学系研究科の片岡一則教授はこの分野の第一人者だ。先生が取り組んでいるのは、インフルエンザウイルスよりも小さい高分子のナノマシンを使って、がん細胞をピンポイントに狙い撃ちしたり、精密診断に活用すること。
「現在日本では年間約35万人ががんで亡くなっており、死亡原因の約28％を占めています。効果の高い抗がん剤が開発されてはいますが、私たちが飲んだ薬の多くは、胃や小腸を経て肝臓に送られ、細胞に吸収されやすいように分解され、血液によって全身に送られますが、病巣に到着するまでに薬の成分が効能を失ってしまったり、正常な細胞にも働いて副作用を起こしてしまうなどの問題があります。がん細胞だけに集中的に薬を届け、その場の環境に応じて薬物が溶け出すタイミングや時間を調整できるようなナノマシンが必要なのです」

そこで先生が開発したのが、水に溶けやすい親水性の部分と水に溶けにくい疎水性部分とをあわせもった「高分子ミセル」と呼ばれるカプセルのような極小のデバイスだ。
「親水性の高分子と、末端部に抗がん剤を結合させた疎水性の高分子がつながったヒモ状のポリマー（高分子化合物）を水に溶かすと、抗がん剤を内部に閉じ込めながら凝集して微粒子を形成します。これが高分子ミセルです。このウイルスサイズの高分子ナノマシンが、拒絶反応など体内の監視網を潜り抜けて、目的のがん細胞にピンポイントにたどり着く。言ってみれば、ステルス戦闘機みたいなものですね」