基盤技術

FoodMed-OILでは、産総研と筑波大学の強み技術を融合し、食薬資源由来分子の創製から機能解明、社会実装までを一体的に推進しています。

筑波大学：高次バイオアッセイによる機能評価

多様な疾患関連バイオアッセイを基盤として、食薬資源分子の生理活性評価および作用機序解明を担っています。特に近年は、高次評価系の開発と活用により、分子機能の高精度評価と可視化を実現しています。

１．高感度評価系の構築：神経幹細胞・初代細胞を用い、神経新生などの生体機能を高感度に評価
２．in vitro–in vivo橋渡し評価：初代培養細胞や疾患モデルを活用し、生体応答を反映した評価系を確立
３．動物代替・低侵襲評価技術：生体模倣性の高い評価系により、動物実験依存の低減と実用化研究を加速

産総研：物質変換・AIによる分子創製と機能予測

触媒・有機合成・生体分子変換を基盤とする物質変換技術により、食薬資源由来分子の創製と高機能化を推進するとともに、AIを活用した機能予測と分子設計の高度化を進めています。

１．量産志向型化学変換プロセス：入手容易なバイオマス・天然物由来原料から高機能分子を合成（フロー・電解などの持続可能プロセス）
２．機能指向型分子設計：誘導体化・官能基導入・バイオコンジュゲーションにより新規生物活性を創出
３・機械学習・データ駆動による分子設計・最適化：ペプチド設計や新規構造生成、プロセス最適化を可能とするモデル開発

代表的な研究成果

詳細は下記のページをご覧ください。

1. 地中海植物に含まれる希少フラボノイド
2. カフェ酸誘導体
3. オリーブに含まれる希少成分
4. バイオマス由来脂質への親水基付与分子
5. ブドウ果皮に含まれる有効成分
6. 低コスト・低環境負荷型 食薬分子製造・修飾プロセス
7. データ駆動型機能予測・AI創薬基盤の構築

1. 地中海植物に含まれる希少フラボノイド

イソラムネチンは、地中海地域の塩生植物Nitara retusaに豊富に含まれる希少フラボノイドの一種であり、OILではその合成と生物評価を組み合わせることで多面的な生理機能を解析している。非アルコール性脂肪性肝炎（MASH/MASLD）モデルや心疾患モデルにおいて機能改善効果が報告されており、抗酸化作用や細胞機能調整を介した生体保護作用が示されている。さらに、がん関連細胞に対する増殖抑制など、多様な疾患領域における応用可能性が示唆されている。

代表文献

• Ganbold, et al., Biomed. Pharmacother., 2025, 185, 117954.
• Aonuma, et al., Clin. Sci., 2022, 136, 1831-1849.
• Aonuma, et al., Front. Cell Dev. Biol., 2020, 8, 578197.
• Ganbold, et al., Sci. Rep., 2019, 9, 16210.

2. カフェ酸誘導体

3,4,5-トリ-O-カフェオイルキナ酸(TCQA)はサツマイモやキク科植物の茎葉、プロポリス等に極少量含有されるクロロゲン酸の一種であり、OILでは合成法の確立から誘導体展開を可能にし、構造と機能の相関解析を進めている。毛髪成長や神経細胞機能に関連する作用が報告されており、神経幹細胞を用いた評価では神経分化・増殖に関する機能が示されている。

代表文献

• Ferdousi, et al., Biomed. Pharmacother., 2026, 198, 119255.
• Chen, et al., Biochem. Pharmacol., 2025, 239, 117029.
• Lin, et al., Geroscience, 2025, 48, 2563-2586.
• Lin, et al., ACS Chem. Neurosci., 2024, 15, 3713-3723.
• Chen, et al., Eur. J. Pharmacol., 2023, 960, 176143.
• Bejaoui, et al., Cells, 2022, 11, 2093.
• Ferdousi, et al., Front. Cell Dev. Biol., 2022, 10, 865810.
• Bejaoui, et al., Cell Commun. Signal., 2021, 19, 26.
• Bejaoui, et al., Front. Cell Dev. Biol., 2020, 8, 175.

3. オリーブに含まれる希少成分

オリーブ葉に豊富に含まれるセコイリドイド配糖体オレウロペインを出発原料とし、固体酸触媒を用いた一段階反応により、オリーブ油中の活性希少成分オレアセインへ高効率で変換する技術を確立した。従来多段階合成を要した希少分子を、未利用バイオマスから簡便に供給可能とした点に特徴がある。また、得られたオレアセインについてマウスモデルでの抗うつ様作用が報告されており、機能性素材としての応用が期待される。

代表文献

• Cho, et al., Biomed. Pharmacother., 2025, 185, 117985.
• Wakasugi, et al., Cell Commun. Signal., 2024, 22, 309.
• Wang, et al., Int. J. Mol. Sci., 2023, 24, 10419.
• Shimamoto, et al., Sci. Rep., 2023, 13, 8275.

4. バイオマス由来脂質への親水基付与分子

スクアレンは、鮫の肝油やオリーブ油、微細藻類などに含まれる天然由来のトリテルペンである。FoodMed-OILでは、このスクアレンにエチレングリコール鎖を導入することで、両親媒性をもつ非天然機能性分子を創出している。本分子は水中で自己組織化してナノサイズの集合体を形成し、外部刺激に応答した構造変化や内包物の徐放が期待されることから、ドラッグデリバリー材料としての応用可能性を有する。また、細胞増殖抑制、抗炎症・抗酸化、発毛促進、皮膚バリア機能向上など、多面的な生物活性を示す機能性素材である。

代表文献

• Linh, et al., RSC Adv., 2026, in press.
• Sano, et al., Sci. Rep., 2025, 15, 30751.
• Bejaoui, et al., ACS Pharmacol. Transl. Sci., 2024, 7, 2006-2022.
• Zhang, et al., Cell Commun. Signal., 2024, 22, 437.
• Cheng, et al., Heliyon, 2024, 10, 26867.
• Linh, et al., ACS Omega, 2023, 8, 11583-11587.
• Linh, et al., Supramol. Chem., 2021, 33, 194-201.
• Ganbold, et al., Front. Cell Dev. Biol., 2020, 8, 577259.
• Sasaki, et al., BioMed Res. Int., 2020, 2020, 9584567.

5. ブドウ果皮に含まれる有効成分

ブドウ果皮は、ポリフェノールやアントシアニンを豊富に含む植物資源である。これらを含むブドウ果皮抽出物は、老化に伴う神経機能低下に対して保護的に働く可能性が示されている。細胞評価では神経細胞への障害を抑え、生存性を高める作用が確認されている。また、動物モデルでは学習・記憶能力の改善が認められ、神経新生や神経細胞機能の維持に関与することが示唆されている。さらに、炎症や酸化ストレスを抑える作用も報告されており、認知機能低下の予防・改善に資する抗老化素材として期待される。

代表文献

• Sasaki, et al., Aging, 2021, 13, 18131-18149.

6. 低コスト・低環境負荷型 食薬分子製造・修飾プロセス

触媒化学部門および生命工学領域との連携により、ペプチド・タンパク質・生体関連分子の効率的合成・修飾技術を開発し、機能性分子の大量供給、構造最適化、新たな機能開拓を推進している。特に、保護基や縮合試薬の使用を抑えたペプチド合成、触媒反応を活用したタンパク質修飾、抗体への精密な機能分子導入など、医薬・診断・材料応用に直結する基盤技術を展開している。また、セルロース系バイオマスなど入手容易な再生可能資源を有用化学品へ変換する触媒プロセスの開発も進めており、低コスト化と低環境負荷化を両立する食薬分子製造基盤の構築を目指している。

代表文献

• Kuroda, et al., Bioconjugate Chem., 2026, ASAP.
• Tatsumi, et al., Commun. Chem., 2023, 6, 231.
• Malawska, et al., Bioconjugate Chem., 2023, 34, 781-788.
• Tominaga, et al., RSC Adv., 2016, 6, 65119-65124.
• Nemoto, et al., Appl. Catal. B, 2016, 183, 8-17.
• Tominaga, et al., Green Chem., 2011, 13, 810-812.

7. データ駆動型機能予測・AI創薬基盤の構築

分子構造情報と遺伝子発現データを統合した解析基盤を構築し、天然物由来分子の機能予測と候補分子探索を行うデータベース・AIの構築を進めている。デジタル✕バイオ統合解析の考え方に基づき、食薬資源分子の構造、細胞応答、疾患関連情報を連結し、AIにより有望な機能や標的を予測する研究を進めている。さらに、生成AIや機械学習を活用して新規機能性分子やペプチド誘導体を設計し、合成・生物評価・製造プロセスへと接続することで、探索から社会実装までを加速するデータ駆動型の食薬分子開発基盤の構築を目指している。