Research 01
世界中の人々の命を救う
人工血液
Saving the lives of people worldwide.
Artificial Blood
採血した血液は3週間しか保存できないことをご存じですか？ 少子高齢化が進行し、献血者層の人口が減少すると、今後、輸血用の血液が不足する恐れがあります。この人類の危機を乗り超えるため「血液型に関係なく、いつでもどこでも誰にでも使用できる人工血液（製剤名：ヘモアクト）」を開発しました。これはヘモグロビンを血清タンパク質アルブミンで包みこんだもので、凍結乾燥して粉末にすれば、2年間の長期保存も可能です。現在は医学部、薬学部、企業と共同で実用化を目指した研究を進めています。
Did you know that collected blood samples can only be stored for 3 weeks? As the population of blood donors decreases owing to the declining birthrate and aging population, there is a concern about a blood shortage for transfusions in the near future. To overcome this crisis, we have developed artificial blood (product name: HemoAct™) that can be used by anyone, anytime, and anywhere, regardless of blood type. This is hemoglobin wrapped covalently with serum protein albumin. It’s freeze-dried powder can be stored for as long as 2 years. Currently, we are conducting joint research with medicinal and pharmaceutical scientists, and companies to commercialize this product.
この研究が世の中にもたらす可能性
Research Possibilities: what the research create to the World
医薬品・医療材料業界
赤血球の代替物としての利用以外に、移植用臓器の保存時に使用する液体、脳梗塞時などに使用する酸素供給液、治療効果を高める増感剤など、生体適合性が高く、安全な製剤として幅広い応用が期待されています。
Pharmaceutical and medical materials industry
In addition to its use as a red blood cell substitute, this product is expected to have a wide range of applications as a biocompatible and safe preparation, such as a liquid used in the preservation of organs for transplantation, an oxygen carrier solution used in the event of cerebral infarction, and a sensitizer enhancing therapeutic effects.
Research 02
獣医療に革命をおこす
ペット用人工血液
Revolutionizing veterinary medicine
Artificial blood for pets
日本はイヌ・ネコの飼育頭数が15歳未満の子どもの人口を上回るペット大国です。動物医療の需要も年々高まり続けていますが、輸血については動物用の血液備蓄システムが存在せず、充分な環境が整っていません。そこでイヌ・ネコ用の人工血液（赤血球代替物、血漿増量剤）を開発しました。動物病院内に人工血液を常備し、いつでも供給できる体制を整えれば、獣医療に革命を起こすことができます。基礎研究では、JAXAと共同で重力の影響が少ない宇宙環境でイヌ・ネコの血清アルブミン結晶を作成し、立体構造を解明しました。
Japan is a pet superpower. The number of pet dogs and cats is far greater than the population of children under the age of 15-years old. The demand for veterinary medical care is increasing yearly, but there is no blood bank for veterinary use and no sufficient environment for blood transfusions. In response, we have developed artificial blood (red cell substitute and plasma expander) for dogs and cats. If artificial blood is always available in animal hospitals and a system is in place to supply it at any time, it could revolutionize veterinary medicine. In basic research in collaboration with JAXA, we prepared canine and feline serum albumin crystals under a microgravity environment in space, and clarified their three-dimensional structure.
この研究が世の中にもたらす可能性
Research Possibilities: what the research create to the World
獣医療・アニマルヘルス業界
赤血球の代替物としての利用、希少血液型動物への輸血などのほか、出血や肝硬変などの疾患によって起こる低アルブミン血症の治療薬や、血管内に体液を保つ上で重要な膠質浸透圧を維持する輸液剤などとしての応用が期待されています。
Veterinary and animal health industry
In addition to its use as a substitute for red blood cells and in blood transfusions for animals with rare blood types, this product is expected to be applied as a therapeutic agent for hypoalbuminemia caused by diseases such as hemorrhage and liver cirrhosis, and an infusion agent that maintains colloid osmotic pressure, which is important for maintaining fluid in blood vessels.
Research 03
水中で自走する超微小サイズのバイオマシン
マイクロチューブモーター
Ultra-small bio-machine that self-propels in water
Microtube motors
近年、水中で自発的に動くマイクロマシンの合成と、その応用に注目が集まっています。我々は酸素バブルを末端から噴出しながら、水中で“泳ぐ”マイクロチューブモーターを開発しました。pHや温度で速度をコントロールできるため、薬物の運搬、細菌やウイルスなど病原体の捕捉、酵素反応の促進など、さまざまな応用が可能です。現在は検査、分離、検出技術などへの活用を目指して研究を進めています。タンパク質のみから成るため生分解性も高く、医用分野・診断分野での実用化が期待されています。
There is considerable interest in synthesizing and applying micromachines that move spontaneously in water. We have developed a microtubule motor which “swims” in aqueous media by jetting oxygen bubbles from its terminous. The tube’s velocity can be controlled by pH and temperature. This microtubule motor has various potential applications, such as in drug delivery, trapping of pathogens including bacteria and viruses, and acceleration of enzyme reactions. Currently, we are conducting research on the application of the tube for testing, separation, and detection tecnologies. Our microtubule motor composed only of proteins is highly biodegradable and is expected to be put to practical use in medical and diagnostic fields.
この研究が世の中にもたらす可能性
Research Possibilities: what the research create to the World
医用・診断分野
薬物輸送、ウイルス等の捕捉、病気の診断などへの応用が期待されています。
Medical and diagnostic fields
Drug transport, trapping of virus and other pathogens, disease diagnosis
これまでの産学官連携事例
Collaborations
宇宙航空研究開発
機構（JAXA）
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
2014 –
国際宇宙ステーション（ISS）「きぼう」日本実験棟内でのタンパク質結晶作成
Protein crystal growth in “Kibo” Japanese module on International Space Station
大手製薬企業
Major pharmaceutical company
2018〜2020
人工血液に関する研究
Artificial blood research
大手製薬企業
Major pharmaceutical company
2017〜2019
人工血液に関する研究
Artificial blood research
大手獣医療薬企業
Major veterinary drug company
2014〜2018
人工血液に関する研究
Artificial blood research
実績
Achievements
2021
論文｜Journal
2021
論文｜Journal
経歴
Career
1994
早稲田大学大学院理工学研究科博士課程後期修了
Ph.D., Graduate School of Science and Engineering, Waseda University
1993‒1995
日本学術振興会(JSPS)特別研究員
Research Fellow, Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)
1995‒1997
日本学術振興会(JSPS)海外特別研究員（ベルリン自由大学、ドイツ）
JSPS Postdoctoral Fellow for Research Abroad (Free University of Berlin, Germany)
1997‒2006
早稲田大学理工学総合研究センター・講師、助教授
Lecturer, Associate Professor, Advanced Research Institute for Science and Engineering, Waseda University
2006‒2010
早稲田大学理工学術院総合研究所・准教授
Associate Professor, Research Institute for Science and Engineering, Waseda University
2006‒2010
科学技術振興機構(JST)さきがけ研究員（兼任）
PRESTO Researcher, Japan Science and Technology Agency (JST) (concurrent)
2010‒現在
中央大学理工学部応用化学科・教授
Professor, Department of Applied Chemistry, Faculty of Science and Engineering, Chuo University
その他
高分子学会・超分子研究会委員長、日本血液代替物学会・理事など
Chairman, Research Group on Supramolecules, The Society of Polymer Science, Japan; Director, The Society of Blood Substitutes, Japan
Photographer：Kato Hajime Editor：Akina Horikawa
