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ゲノム創薬科学
Genomic Medicinal Sciences
東京理科大学名誉教授 薬博 田沼靖一 編
Ａ５判／322頁／２色刷／定価4840円（本体4400円＋税10％）／2017年10月発行
ISBN 978-4-7853-5236-3
C3047
ヒトゲノム情報を基にした理論的創薬である「ゲノム創薬」が，さまざまな分野と連携しながら急速に進展している．
本書は，「個別化医療」から，さらには「精密医療」を見すえた「ゲノム創薬科学」の現状と展望を，各分野の専門家が分かりやすく解説した，これまでにない実践的教科書・参考書である．
サポート情報
◎ 序 （pdfファイル）
◎ 索引 （pdfファイル）
1．創薬科学の新潮流 ［田沼靖一］
2．創薬標的分子の探索 ［佐藤 聡］
3．薬物−標的分子の相互作用 ［横山英志・秋本和憲］
4．理論的ゲノム創薬手法 ［吉森篤史］
5．低分子医薬品の創製 ［倉持幸司］
6．バイオ医薬品の創製 ［原田陽介］
7．ファーマコインフォマティクス ［山西芳裕］
8．創薬とシステム生物学 ［広井賀子］
9．薬物の体内動態 ［檜垣和孝］
10．薬物の送達システム ［大河原賢一］
11．遺伝子診断と個別化医療 ［齋藤義正］
序 （pdfファイル）
1．創薬科学の新潮流 ［田沼靖一］
1.1 創薬科（化）学の歴史
1.1.1 創薬第一世代
1.1.2 創薬第二世代
1.1.3 創薬第三世代
1.2 ゲノム創薬
1.2.1 ゲノム創薬の要
1.2.2 創薬標的タンパク質分子の探索
1.2.3 創薬リード化合物の創製
1.2.4 薬理効果の評価
1.3 システム創薬
1.3.1 in silico 創薬手法の活用
1.3.2 システム創薬の構築
1.4 ゲノム診断と個別化医療
1.4.1 ゲノム診断とSNPs解析
1.4.2 「テーラーメイド創薬」と「精密医療」
1.5 ゲノム創薬とシステム生物学
1.5.1 ゲノム創薬とファーマコインフォマティクス
1.5.2 システム生物学の重要性
演習問題
参考文献
2．創薬標的分子の探索 ［佐藤 聡］
2.1 創薬標的分子の探索・同定
2.1.1 創薬標的分子の特徴
2.1.2 創薬標的分子の探索アプローチ
2.2 疾患ゲノム情報の解析
2.2.1 疾患ゲノム解析
2.2.2 疾患ゲノム情報
2.2.3 遺伝子多型
2.3 ゲノム医療の実現
2.3.1 テーラーメイド医療
2.3.2 バイオインフォマティクス
2.4 今後の展望
演習問題
参考文献
3．薬物−標的分子の相互作用 ［横山英志・秋本和憲］
3.1 薬物−標的分子間相互作用に働く力
3.1.1 相互作用に働くエネルギー
3.1.2 イオン結合
3.1.3 イオン−双極子相互作用
3.1.4 水素結合
3.1.5 ファンデルワールス相互作用
3.1.6 疎水性相互作用
3.2 酵素を標的とした薬物相互作用
3.2.1 酵素の特性
3.2.2 「鍵と鍵穴」モデル
3.2.3 「誘導適合」モデル
3.2.4 酵素反応速度論
3.2.5 酵素阻害剤
3.2.6 酵素に作用する医薬品
3.3 受容体を標的とした薬物相互作用
3.3.1 リガンド−受容体システム
3.3.2 チロシンキナーゼ型細胞膜表面受容体を標的とした薬物の作用機序
3.3.3 チロシンキナーゼ型細胞膜表面受容体の細胞内ドメインを標的とした創薬
3.3.4 チロシンキナーゼ型細胞膜表面受容体の細胞外ドメインを標的とした創薬
3.3.5 免疫チェックポイント阻害抗体医薬
演習問題
参考文献
4．理論的ゲノム創薬手法 ［吉森篤史］
4.1 標的タンパク質による薬物の認識
4.1.1 「鍵と鍵穴」モデル
4.1.2 「誘導適合」モデル
4.1.3 「構造活性相関」と薬物設計
4.2 タンパク質の立体構造データ
4.2.1 タンパク質の立体構造表示法
4.2.2 タンパク質データバンク
4.3 タンパク質の立体構造予測
4.3.1 タンパク質立体構造の予測法
4.3.2 ホモロジーモデリング
4.4 タンパク質の立体構造に基づく薬物設計（SBDD）
4.4.1 薬物設計による創薬プロセス
4.4.2 薬物設計のin silico 手法
4.5 タンパク質の立体構造に基づく化合物の探索
4.5.1 リガンド構造に基づく化合物の探索（LBVS）
4.5.2 SBVSのプロセスと特徴
4.5.3 ドッキングスタディ
4.5.4 SBVSの性能
4.6 SBDDの実例：カスパーゼ-3の立体構造に基づく特異的阻害剤の創製
4.6.1 カスパーゼ
4.6.2 カスパーゼによる特異的阻害剤
4.7 分子動力学法を用いたin silico 創薬
4.7.1 分子動力学法の基礎
4.7.2 タンパク質と化合物との結合親和性の計算
演習問題
参考文献
5．低分子医薬品の創製 ［倉持幸司］
5.1 リード化合物の探索
5.1.1 生物活性に基づく探索
5.1.2 生体分子の構造や相互作用に基づく探索
5.2 リード化合物の分子設計
5.2.1 in silico 創薬手法、SBDD
5.2.2 in silico 創薬手法、LBDD
5.3 リード化合物の製造
5.3.1 天然物
5.3.2 化学合成
5.3.3 バイオテクノロジー
演習問題
参考文献
6．バイオ医薬品の創製 ［原田陽介］
6.1 バイオ医薬品とは
6.2 抗体産生のメカニズム
6.2.1 抗体産生と獲得免疫
6.2.2 免疫システムの特性
6.3 抗体医薬の特徴
6.3.1 抗体医薬の作用機序
6.3.2 抗体医薬の生体内における安定性
6.4 モノクローナル抗体の重要性
6.4.1 モノクローナル抗体の作製法
6.4.2 ヒト化モノクローナル抗体
6.4.3 ヒト抗体医薬の創製
6.5 Fc融合タンパク質の医薬品への応用
6.6 抗体医薬品の命名法
6.7 抗体医薬品の臨床応用
6.7.1 関節リウマチに対する抗体医薬品
6.7.2 がんに対する抗体医薬品
6.7.3 免疫チェックポイント
演習問題
参考文献
7．ファーマコインフォマティクス ［山西芳裕］
7.1 ビッグデータ時代の創薬
7.2 化学構造の情報解析技術
7.2.1 ケモインフォマティクスとバイオインフォマティクス
7.2.2 グラフ表記
7.2.3 線形表記
7.2.4 フィンガープリント表記
7.3 医薬品候補化合物のゲノムワイドなin silico スクリーニング
7.3.1 従来の情報技術
7.3.2 ポリファーマコロジーと機械学習による予測
7.3.3 ゲノムワイドなin silico スクリーニングの枠組み
7.4 ドラッグリポジショニングによるゲノム創薬
7.4.1 ドラッグリポジショニングの意義
7.4.2 薬物応答遺伝子発現プロファイルを用いた適応可能疾患の予測
7.4.3 薬物の標的分子に基づく適応可能疾患の予測
7.4.4 疾患の類似性に基づく薬物の新規効能の予測
7.5 ADMEのin silico 予測
7.5.1 ADMEと創薬
7.5.2 In silico ADME予測手法
7.6 創薬の将来展望
演習問題
参考文献
8．創薬とシステム生物学 ［広井賀子］
8.1 システム生物学とは
8.1.1 システムとは何か
8.1.2 細胞システムを表す生化学反応ネットワーク
8.1.3 システム生物学とマークアップ言語（SBML）とシステム生物学グラフィカル表記（SBGN）
8.1.4 細胞内生化学反応回路のモデル化
8.2 モデルの設計と解析
8.2.1 モデル制御系設計法の基礎
8.2.2 ボトムアップアプローチとトップダウンアプローチ
8.3 システム生物学に基づく薬剤標的探索法
8.3.1 がんと治療薬開発
8.3.2 システム生物学的薬剤の開発戦略
8.3.3 自己フィードバック機構＋ネガティブフィードバック機構とネガティブ−ポジティブダブルフィードバック機構
8.3.4 色々な制御モチーフとその挙動
8.4 将来の展望：システム生物学と創薬
演習問題
参考文献
9．薬物の体内動態 ［檜垣和孝］
9.1 生体膜透過機構
9.1.1 生体膜の構造
9.1.2 生体膜透過機構
9.2 吸収
9.2.1 消化管吸収
9.2.2 消化管以外からの薬物吸収
9.3 分布
9.3.1 分布を制御する生体側因子
9.3.2 分布を制御する薬物側因子
9.3.3 分布容積
9.3.4 特殊組織バリア
9.4 代謝
9.4.1 代謝様式
9.4.2 シトクロムP450と酸化的代謝
9.4.3 CYP以外の酵素が関与する第I相反応
9.4.4 抱合代謝
9.5 排泄
9.5.1 腎排泄
9.5.2 胆汁中排泄
9.5.3 その他の排泄経路
演習問題
参考文献
10．薬物の送達システム ［大河原賢一］
10.1 DDSとは
10.2 コントロールドリリース（放出制御）を目的としたDDS技術
10.2.1 経費吸収型コントロールドリリース製剤
10.2.2 注射・注入型コントロールドリリース製剤
10.2.3 静脈内注射用コントロールドリリースデバイス
10.3 アブソープションエンハンスメント(吸収改善)を目的としたDDS技術
10.3.1 膜透過性改善のアプローチ
10.3.2 難水溶性改善のアプローチ
10.3.3 消化管内移行形態を制御するためのアプローチ
10.4 ターゲティング（標的指向化）を目的としたDDS技術
10.4.1 ターゲティングの目的
10.4.2 ターゲティングの方法論
10.4.3 薬物キャリアの種類
10.4.4 ナノDDS製剤を用いた腫瘍へのターゲティング
演習問題
参考文献
11．遺伝子診断と個別化医療 ［齋藤義正］
11.1 がんに対する分子標的薬
11.1.1 がん細胞におけるシグナル伝達の異常
11.1.2 分子標的薬
11.2 抗体医薬の抗腫瘍機序と適応
11.2.1 抗EGFR抗体
11.2.2 抗VEGF抗体
11.2.3 抗HER2抗体
11.2.4 抗CD20抗体
11.2.5 その他のモノクローナル抗体医薬
11.3 分子標的低分子医薬品の作用機序と適応
11.3.1 EGFRチロシンキナーゼ阻害薬
11.3.2 BCR-ABLチロシンキナーゼ阻害薬
11.3.3 ALKチロシンキナーゼ阻害薬
11.3.4 マルチキナーゼ阻害薬
11.4 がんの遺伝子診断と個別化医療
11.4.1 個別化医療の概要
11.4.2 EGFR遺伝子を標的とした個別化医療
11.4.3 HER2遺伝子を標的とした個別化医療
11.4.4 BCR-ABL融合遺伝子を標的とした個別化医療
11.4.5 c-KIT遺伝子を標的とした個別化医療
11.5 今後の展望
演習問題
参考文献
演習問題解答
索引 （pdfファイル）
執筆者一覧 （pdfファイル；所属は初版刊行時のものです）
Column
診断・治療支援システムIBM、“ワトソン”
遺伝子変異を標的とした新しいがん治療
遠くまで働く相互作用と至近距離で働く相互作用
ゲーマーがタンパク質の立体構造を予測!!! ハイスループット・スクリーニング
リピンスキーの「ルール オブ ファイブ」
医薬品とキラリティー
ニボルマブ（オプジーボ）誕生の物語
AI創薬
システムバイオロジーの二人の生みの親
細胞周期研究とシステムバイオロジーの接点
SGLT2阻害薬
DDSは薬の宅配便
「未来のドラッグストア」
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田沼 靖一
たぬま せいいち
1952年 山梨県に生まれる。東京理科大学薬学部卒業、東京大学大学院薬学系研究科博士課程修了。アメリカ国立衛生研究所／癌研究所研究員、東京工業大学助教授、東京理科大学教授などを歴任。人間総合科学大学特任教授、明海大学特任教授。主な著書に『生命科学がひらく未来』（共著、東京書籍）、『第3版 分子生物学』（編集、丸善出版）、『ヒトはどうして死ぬのか』（幻冬舎）などがある。
（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）
執筆者一覧 （pdfファイル）
（所属は初版刊行時のものです）
生命科学者、
現代を語る
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