2024/12/12 更新

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サイキ タクロウ
齋木 琢郎
SAIKI Takuro
所属
教育研究院 医歯学系 医学系列 助教
医歯学総合研究科 分子細胞医学専攻 遺伝子制御 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士(医学) ( 2023年9月   新潟大学 )

  • 学士(医学) ( 2013年3月   弘前大学 )

経歴

  • 新潟大学   医歯学総合研究科 分子細胞医学専攻 遺伝子制御   助教

    2023年10月 - 現在

  • 新潟大学   教育研究院 医歯学系 医学系列   助教

    2023年10月 - 現在

 

論文

  • A strategy for low-cost portable monitoring of plasma drug concentrations using a sustainable boron-doped-diamond chip. 国際誌

    Takuro Saiki, Genki Ogata, Seishiro Sawamura, Kai Asai, Olga Razvina, Kota Watanabe, Rito Kato, Qi Zhang, Koei Akiyama, Sasya Madhurantakam, Norzahirah Binti Ahmad, Daisuke Ino, Haruma Nashimoto, Yoshifumi Matsumoto, Masato Moriyama, Arata Horii, Chie Kondo, Ryosuke Ochiai, Hiroyuki Kusuhara, Yasuo Saijo, Yasuaki Einaga, Hiroshi Hibino

    Heliyon   9 ( 5 )   e15963   2023年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    On-site monitoring of plasma drug concentrations is required for effective therapies. Recently developed handy biosensors are not yet popular owing to insufficient evaluation of accuracy on clinical samples and the necessity of complicated costly fabrication processes. Here, we approached these bottlenecks via a strategy involving engineeringly unmodified boron-doped diamond (BDD), a sustainable electrochemical material. A sensing system based on a ∼1 cm2 BDD chip, when analysing rat plasma spiked with a molecular-targeting anticancer drug, pazopanib, detected clinically relevant concentrations. The response was stable in 60 sequential measurements on the same chip. In a clinical study, data obtained with a BDD chip were consistent with liquid chromatography-mass spectrometry results. Finally, the portable system with a palm-sized sensor containing the chip analysed ∼40 μL of whole blood from dosed rats within ∼10 min. This approach with the 'reusable' sensor may improve point-of-monitoring systems and personalised medicine while reducing medical costs.

    DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e15963

    PubMed

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  • A Method Designed for Point-of-care System Monitoring Plasma Concentration of an Anticancer Molecular Targeting Drug with Diamond Electrode

    齋木 琢郎, 緒方 元気, 澤村 晴志朗, Razvina Olga, 渡邊 航太, 加藤 理都, 浅井 開, 松本 吉史, 森山 雅人, 西條 康夫, 栄長 泰明, 日比野 浩

    日本薬理学会年会要旨集   95   2-YIA-58   2022年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本薬理学会  

    Measurement of plasma drug concentrations at a clinical site is essential for personalized medicine. For such purpose, the conventional liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) method is unlikely to be suitable, owing to time and cost consumption. In this study, we describe an approach to rapid, easy, and low-cost drug monitoring with a boron-doped diamond (BDD) electrode, an advanced electrochemical material. As a test drug, we selected pazopanib, an inhibitor for multiple tyrosine kinase types. A small size sensor system with a simple BDD plate electrode of ~26 mm<sup>2</sup> without any chemical modifications determined the drug concentration in a measurement time of ~35 s from 100 µL rat plasma, which was exogenously mixed with pazopanib. We showed that this system was also applicable to blood samples collected from healthy rats orally administrated with pazopanib as well as drug-treated patients with different cancer types. Notably, all the procedures, including sample preparation and electrochemical measurement, were completed in a short time of ~10 min. The pharmacokinetics data obtained by the BDD electrode were similar to the data determined by LC-MS. Finally, we fabricated a prototype of a palm-sized system, which successfully analyzed ~60 µL of rat blood. This strategy may contribute to advances in on-site drug monitoring.

    Based on them, we evaluated plasma samples from five rats orally administered pazopanib and eight clinical patients treated with the drug at our institution. The plasma concentrations and other pharmacokinetic parameters obtained by the BDD method were generally consistent with the LC-MS.

    Because this strategy by the BDD sensor is more compact and inexpensive than the LC-MS setup, the electrochemical approach described here can be commonly used and contribute to tailor-made medicine.

    DOI: 10.1254/jpssuppl.95.0_2-yia-58

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  • ダイヤモンドセンサを用いた血漿中分子標的薬迅速測定法の開発

    緒方 元気, 齋木 琢郎, 澤村 晴志朗, ラズビナ オリガ, 渡邉 航太, 加藤 理都, 浅井 開, 花輪 藍, 松本 吉史, 西條 康夫, 栄長 泰明, 日比野 浩

    生体医工学   Annual58 ( Abstract )   286 - 286   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本生体医工学会  

    経口分子標的薬の抗がん剤は、従来の殺細胞薬に比べ毒性が軽微とされる。それでもなお、患者は堪え難い有害事象に苦しむことが少なくない。原因として、開始用量が患者毎の体表面積に関わらず一定であるため、往々にして過量投与になることが考えられる。対処法として薬を減量すると、用量不足によって効果が減弱することが懸念される。一方、近年開発された分子標的薬のいくつかについては、有効濃度域が不明であり、有害事象の制御が難しい。以上より、投薬法の最適化には、患者一人ひとりに対し、それぞれの薬物の「血中」濃度を測定することが必要である。しかし、臨床の現場では、迅速かつ簡便な測定法が確立していない。そこで本研究では、この困難な課題の解決の基盤となる方法を、従来の素材より安定した反応を示すダイヤモンド電極センサを介した電気化学的アプローチにより創出した。標的薬物として、分子標的薬であるイマチニブ、レンバチニブやパゾパニブ を選択した。ここでは、採取したモルモット血漿に濃度の異なる分子標的薬を単独で添加し、測定法を検証した。その結果、それぞれの臨床濃度域に対応しうる範囲を計測することが可能であった。測定自体は約35秒の短時間で可能であり、サンプル処理を含めても10分以内で全工程が完了した。本計測法を応用すれば、分子標的薬によるテーラーメイド治療が可能になると期待される。

    DOI: 10.11239/jsmbe.annual58.286

    CiNii Article

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  • ダイヤモンドセンサによる血漿中バンコマイシンの迅速測定

    らずびな おりが, 齋木 琢郎, 緒方 元気, 澤村 晴志朗, 加藤 理都, 花輪 藍, 浅井 開, 西條 康夫, 栄長 泰明, 日比野 浩

    日本薬理学会年会要旨集   93   1-P-133   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本薬理学会  

    Vancomycin is a glycopeptide antibiotic that kills bacteria by blocking the construction of the cell wall and used to treat different bacterial diseases including meningitis and methicillin‐resistant <i>Staphylococcus aureus</i> infections. Because this antibiotic can sometimes induce renal failure and hearing loss, the plasma concentration is monitored to adjust the dose applied to individual patients. In this study, we show a rapid and simple procedure with an electrochemical approach. The sensor we used consisted of a boron-doped diamond electrode, which elicits more stable reaction than classical materials such as carbon and gold. With this sensor we examined guinea-pig plasma containing vancomycin at different concentrations. The procedure we developed allowed us to complete a series of measurement in 35 sec. Time necessary for all the processes including a sample's pretreatment did not exceed 10 min. The sensor detected the drug concentration of 1 to 50 µM, which falls into the range of the therapeutic window. Moreover, we found that the sensor was repeatedly usable for the measurement with minimal impairment of the sensitivity. The methodology described here may contribute to not only advances in personalized medicine but also reduction of the cost for therapeutic drug monitoring.

    DOI: 10.1254/jpssuppl.93.0_1-p-133

    CiNii Article

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19K16442/

  • ダイヤモンドセンサを用いた血漿中分子標的薬濃度の迅速な測定法

    齋木 琢郎, 緒方 元気, 加藤 里都, らずびな おりが, 澤村 晴志朗, 松本 吉史, 花輪 藍, 浅井 開, 栄長 泰明, 西條 康夫, 日比野 浩

    日本薬理学会年会要旨集   93   1-YIA-18   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本薬理学会  

    Molecular-targeted anticancer drugs elicit less toxicity than conventional reagents. Yet, patients often suffer from severe adverse effects. A reason is 'fixed dosage' administration of the drug to all the patients regardless of their body size and complications; because of this strategy, the plasma concentration seems to exceed the therapeutic window occasionally. Although frequent measurement of the drug level at a clinical site is a solution, currently available methods such as mass spectrometry are time and cost consuming. To overcome these shortcomings, in this study, we developed a procedure with an electrochemical sensor composed of a conductive diamond, which yields more stable reactions than conventional materials. When guinea-pig plasma mixed with pazopanib, a multi-kinase inhibitor, was tested, the sensor detected a clinically relevant concentration of 3 to 300 µM. Time and sample amount necessary for each series of the measurement was &lt;1 min and 100 µL, respectively. The sensor was repeatedly usable with minimal impairment of the sensitivity, saving the cost for the assay. This rapid and easily-handed method may enable therapeutic drug monitoring and accelerate tailored medicine for cancer.

    DOI: 10.1254/jpssuppl.93.0_1-yia-18

    CiNii Article

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19K16442/

受賞

  • 第95回日本薬理学会年会 優秀発表賞

    2022年3月  

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  • 第71回日本薬理学会北部会 優秀発表賞

    2020年9月  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • ダイヤモンド電極法を用いた血中薬物濃度測定に基づくパゾパニブ服用患者の観察研究

    研究課題/領域番号:22K06695

    2022年4月 - 2025年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(C)

    提供機関:日本学術振興会

    齋木 琢郎, 西條 康夫, 日比野 浩, 緒方 元気, 栄長 泰明

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    ダイヤモンド電極を用いた迅速・簡便な血中薬物濃度測定法の開発に向け,経口分子標的薬パゾパニブを題材とした研究を進めた.研究開始段階で,血漿に混和した同薬剤が本手法により測定可能であることは確認されていたため,動物血漿を用いて,電位プロトコルやサンプル処理法など測定法の最適化を図った.次に,この手法を用いて,動物生体内の血漿薬物濃度の測定を行った.具体的には,薬剤をラットに内服させ,このラットから24時間以内に複数回血液を採取し,その薬物濃度を測定する実験を行った.ここでダイヤモンド電極を用いて得られた結果は,従来の標準であるLC-MS/MS法による測定結果との比較により,その妥当性が検証された.また,臨床研究として,同薬剤で治療された軟部肉腫患者から血液サンプルを採取した.すでに採取・保管されていた9名の患者サンプルについて,薬剤内服ラットでの実験と同様に,本手法,LC-MS/MS法によって血漿薬物濃度測定を行い,結果の妥当性を確認した.
    動物実験,臨床患者サンプルを用いた実験のいずれにおいても,ダイヤモンド電極による血漿薬物濃度測定結果と従来法との誤差は,血糖測定計など市販の医療機器の基準と照らし合わせて妥当な範囲内であった.これらの結果から,ダイヤモンド電極を用いたパゾパニブ血漿薬物濃度の電気化学的測定は有用である可能性があると考えられたため,論文による報告を目指し,投稿作業を進めた.

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  • 直接経口抗凝固薬(DOAC)に対する血中モニタリング法の開発

    研究課題/領域番号:20K07842

    2020年4月 - 2023年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(C)

    提供機関:日本学術振興会

    森山 雅人, 松田 将門, 齋木 琢郎, 緒方 元気, 日比野 浩, 西條 康夫

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    直接経口抗凝固薬(DOAC)の登場は、抗凝固療法を劇的に変化させた。特に従来の抗凝固薬と異なり、相互作用が少なく、モニタリング検査が不要という利点がある。一方で、血栓の増大・再発や、出血などの合併症も少なくない。そのため、より有効かつ安全な治療のためには「薬物血中濃度」を測定し、かつ「抗凝固活性」を評価して、「臨床所見」と組み合わせて検討することが求められる。
    近年、新潟大学医学部を中心に、簡便かつ低コストで薬物血中濃度が測定可能な「ダイヤモンド電極法」が開発された。本申請課題では、ダイヤモンド電極法によるDOACの血中濃度測定が可能かを検証する。さらに実際の臨床所見や凝固線溶検査、抗凝固活性測定も含めた、包括的なモニタリング検査を開発し、実臨床への治療的応用を検討することを目的とする。
    2021年度も、DOACの中で特にエドキサバンの測定の最適化を推進した。当グループのダイヤモンドセンサによる測定感度と選択性の向上を目指し、血漿サンプル前処理の方法を最適化することを検討した。まず標本として、ラットの血液に既知濃度のイマチニブを溶解したものを使用した。血漿サンプルにアセトニトリル添加の上、遠心分離し、除蛋白質処理した。これにより血漿蛋白質に結合したエドキサバンを分離する最適なアセトニトリル量を検討した。さらに、各種遠心式フィルタを用いて、血漿中からエドキサバンのみを抽出する方法もいくつか試みた。

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