2026/04/10 更新

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スガイ　ヒロカ
菅井　祥加
SUGAI HIROKA
所属
総合研究院 自律システム材料学研究センター 特任助教
職名
特任助教
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 2018年3月   東北大学 ）

研究分野

  • ナノテク・材料 / 分析化学

  • ナノテク・材料 / 生体化学

学歴

  • 東北大学   大学院理学研究科   化学専攻

    2015年4月 - 2018年3月

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    備考： 博士後期課程

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  • 東北大学   大学院理学研究科   化学専攻

    2013年4月 - 2015年3月

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    備考： 博士前期課程

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  • 東北大学   理学部   化学科

    2009年4月 - 2013年3月

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経歴

  • 東京科学大学   総合研究院   特任助教

    2024年10月 - 現在

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院   特任助教

    2024年4月 - 2024年9月

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  • 東京工業大学   国際先駆研究機構   特任助教

    2022年12月 - 2024年3月

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  • 筑波大学   数理物質系   助教

    2021年3月 - 2022年11月

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  • 産業技術総合研究所   健康医工学研究部門   博士研究員

    2020年4月 - 2021年2月

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  • 産業技術総合研究所   バイオメディカル研究部門   博士研究員

    2018年4月 - 2020年3月

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  • 日本学術振興会   特別研究員 DC2

    2016年4月 - 2018年3月

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所属学協会

論文

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書籍等出版物

  • 界面制御による革新的生体適合性材料の開発最前線

    冨田 峻介, 菅井 祥加（ 担当： 分担執筆 範囲: 合成高分子–生体分子間の相互作用メカニズム：多点相互作用を基盤とする認識原理）

    高井 まどか, 三浦 佳子 監修, エヌ・ティー・エス,  2025年12月  （ ISBN:9784860437824 ）

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  • 相分離生物学の全貌

    菅井 祥加, 冨田 峻介（ 担当： 分担執筆 範囲: 特徴パターンの認識）

    白木 賢太郎編, 東京化学同人  2020年11月  （ ISBN:9784807913466 ）

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    総ページ数：402   担当ページ：pp.343-348   記述言語：日本語  

    CiNii Books

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MISC

  • オンチップセンシング技術 ーマイクロバイオセンシングー 招待

    栗田 僚二, 菅井 祥加, 冨田 峻介

    電気学会誌   144 ( 4 )   205 - 208   2024年4月

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    記述言語：日本語  

    DOI： 10.1541/ieejjournal.144.205

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  • 細胞培養液の特徴パターンを認識するchemical tongue 招待

    菅井 祥加, 冨田 峻介, 栗田 僚二

    細胞   55 ( 5 )   347 - 351   2023年3月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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  • 分子アレイデバイスと多変量解析による生体試料評価法 招待

    冨田 峻介, 菅井 祥加, 南木 創, 栗田 僚二

    電気化学   88 ( 3 )   262 - 271   2020年9月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    DOI： 10.5796/denkikagaku.20-te0006

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  • 生体試料の特徴情報を出力する交差反応性ポリマーアレイを利用したバイオメトリクス 招待

    菅井 祥加, 冨田 峻介, 栗田 僚二

    ケミカルエンジニヤリング   63 ( 11 )   842 - 849   2018年11月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

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受賞

  • Editors' Choice Award 2025

    2025年4月   Biophysics and Physicobiology   Chemical Tongues as Multipurpose Bioanalytical Tools for the Characterization of Complex Biological Samples

    Shunsuke Tomita, Hiroka Sugai

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  • Hot Article Award

    2020年8月   Analytical Sciences   Pattern-recognition-based Sensor Arrays for Cell Characterization: From Materials and Data Analyses to Biomedical Applications

    Hiroka Sugai, Shunsuke Tomita, Ryoji Kurita

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • バイオ高分子が織りなす異方形状メゾスケール構造体の創成

    研究課題/領域番号：25K18125  2025年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4810000円 （ 直接経費：3700000円 、 間接経費：1110000円 ）

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  • タンパク質の集合・離散を制御するペプチドタグの開発

    2022年10月 - 2026年3月

    科学技術振興機構  戦略的創造研究推進事業  さきがけ

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

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  • 短鎖ペプチドによるタンパク質不溶化の理解と精製技術への応用

    研究課題/領域番号：22K14777  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

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  • タンパク質液滴の特徴パターンを捉える蛍光色素修飾ペプチド群の開発

    研究課題/領域番号：21K20622  2021年8月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：3120000円 （ 直接経費：2400000円 、 間接経費：720000円 ）

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  • グアニン四重鎖RNAに着目した相分離液滴の構造解析

    2026年3月 - 2027年4月

    上原記念生命科学財団  研究奨励金 

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

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  • グアニン四重鎖が織りなす液滴内ドメインの解明

    2025年4月 - 2026年3月

    豊田理化学研究所  豊田理研スカラー 

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

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  • 相分離液滴における四重鎖核酸の構造解析

    2025年1月 - 2025年12月

    東京科学大学  大隅良典基礎研究賞 

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

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  • マイクロ流体を用いたタンパク質濃縮相熟成の多段階速度論解析

    研究課題/領域番号：24KK0104  2024年9月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(海外連携研究)

    福山 真央, 菅井 祥加, 中島 吉太郎, 添田 義行

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：20930000円 （ 直接経費：16100000円 、 間接経費：4830000円 ）

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  • 細胞培養液の特徴パターンを評価する蛍光分子群の開発

    2024年9月 - 2025年8月

    東京工業大学  末松賞「革新的価値創造の基礎と展開」 

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

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  • バイオ高分子の階層的自己組織化に基づく細胞様構造体の創成

    2024年4月 - 2025年3月

    花王芸術・科学財団  第3回 花王 Crescent Award 

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

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  • パターン認識に基づくタンパク質集合状態の層別化が拓く相分離制御因子スクリーニング

    研究課題/領域番号：23H01995  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    冨田 峻介, 森 英一朗, 齋尾 智英, 菅井 祥加

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：18980000円 （ 直接経費：14600000円 、 間接経費：4380000円 ）

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  • アミロイド形成を理解する相分離仮説の実証と共溶質の開発

    研究課題/領域番号：22K19284  2022年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    白木 賢太郎, 菅井 祥加

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：6500000円 （ 直接経費：5000000円 、 間接経費：1500000円 ）

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  • タンパク質集合体制御タグに関する探索的研究

    2021年10月 - 2022年3月

    科学技術振興機構  戦略的創造研究推進事業  さきがけ 特定課題調査

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

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  • 大規模ポリマーライブラリを利用した細菌叢メトリクス

    研究課題/領域番号：20H02774  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    冨田 峻介, 宮崎 歴, 湯本 勲, 菅井 祥加

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    担当区分：研究分担者 

    配分額：18070000円 （ 直接経費：13900000円 、 間接経費：4170000円 ）

    本年度は、細菌叢メトリクスの基盤となる高い感度と識別能を与えるポリマー骨格および導入する環境応答性蛍光団と官能基の探索、そして作製した材料の評価のための細菌叢試料の調製を推進した。表面がアニオン性であり、リン脂質やペプチド骨格などで構成されている細菌からの応答を得るために、カチオン性ポリリジンとポリエチレングリコールのブロック共重合体を材料骨格として選定した。環境応答性蛍光団には、鋭い発蛍光応答を示す凝集誘起発光性のテトラフェニルエチレンを用いた。まず活性エステル化した4-(1,2,2-triphenylvinyl)benzoic acidをブロック共重合体の一部のアミノ基に導入し、さらに残りのアミノ基に様々なアミノ酸誘導体や酸無水物を修飾することで、計12種類の凝集誘起発光性ブロック共重合体セットを得た。これらのブロック共重合体を単離培養された腸内由来の細菌と混合すると、いずれも強い蛍光応答を生じることが確認された。このブロック共重合体セットを配置したアレイを用いることで、(i) 16種類の腸内細菌の種や門レベルの識別や、(ii) 腸内細菌叢を模した細菌混合試料の組成の識別が可能なことを見出した。また、これらと並行して、構築したアレイによる細菌叢メトリクス系の構築のために、2種類の細菌叢試料の調製を行った。(i) 腸内細菌叢：実験用マウスを2群に分けて飼育し、一方に睡眠や運動ストレスを与え続けた。一定期間後に細菌叢試料を採取した。ストレスの影響は歩行活動量や体重の変化等から評価した。(ii) 発酵細菌叢：細菌を含んだ染料の発酵液を、適切な条件下で維持管理し、様々なタイミングで細菌叢試料を採取した。染色の良否は、織物の染まり方を基に評価した。

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  • 安全性の高いがん細胞選択的核酸医薬システムの創成

    研究課題/領域番号：16J06422  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    菅井 祥加

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：1300000円 （ 直接経費：1300000円 ）

    がんは、罹患数・死亡数ともに上位を占める疾患であり、その安全な治療法の確立は未だ重要な課題である。本研究では、がん細胞選択的膜透過性を有する分子送達キャリアとがん細胞選択的薬効発現特性を有する人工核酸を組み合せた、二重のがん選択性を有する安全性の高い核酸医薬システムを構築することを目指した。本年度は、昨年度に新規開発した、がん細胞選択的分子送達キャリアである、マトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）応答型ポリエチレングリコール（PEG）複合化オリゴアルギニン（Arg）の詳細な機能評価に取り組んだ。本分子は、MMP基質を介してオリゴArgとPEGを連結することでPEGによるオリゴArg由来の細胞膜透過機能の抑制を期待し、MMPが高発現するがん細胞付近においてはMMP基質の分解に伴うPEG解離に基づく細胞膜透過機能の回復を期待した分子設計となっている。既に得られた定性的評価に加えて、MMPによる基質切断反応の速度論的解析や、PEG化による表面電荷変化に関する検討、さらには三次元細胞培養系を用いた細胞内取り込みの評価を行った。その結果、設計した分子送達キャリアが、MMPによって細胞膜透過性を特異的に発現する優れた分子であることを、培養細胞レベルで実証することに成功した。続いて、この送達キャリアと当研究室提案のがん細胞選択的人工核酸との複合化について検討を試みたが、三次元細胞培養系では評価が困難なことが判明した。そこで計画を変更し、一般的な小分子に基づく抗がん剤を送達する送達キャリア－薬剤複合体を設計・評価し、新規がん細胞選択的薬剤送達キャリアの有用性を示すことに成功した。当初予定していた二重の安全性を有する核酸医薬システムの構築には至らなかったが、本研究で用いた分子送達キャリアは核酸医薬への応用も十分に期待でき、がんを標的とした核酸医薬の発展に大いに貢献できると考えられる。

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