Kambayashi Research Lab　東京理科大学薬学部上林研究室

Research Vision　研究ビジョン

東京理科大学 薬学部 上林研究室では、医薬品の体内での性能を予測する目的で、メカニスティックモデルおよびデータ駆動型モデルを開発する研究を実施しています。この研究により、新薬の開発、ジェネリック医薬品の開発、世界の医薬品適正使用に貢献しています。また、このような予測研究は、創薬における動物実験の削減・代替にも貢献しています。

The Kambayashi Research Lab at TUS conducts research to develop mechanistic and data-driven models for the purpose of predicting the in vivo performance of pharmaceutical products in the human body. This research contributes to the development of new drugs, generic drugs, and the appropriate use of medicines worldwide. Such predictive research also contributes to the reduction and replacement of animal testing in drug discovery and development.

Educational Philosophy　研究を通じた教育方針

東京理科大学 薬学部 上林研究室では、こうした研究活動を教育の中核に位置づけ、学生が専門的な研究能力を修得するだけでなく、自ら課題を設定し、論理的に考え、解決へ導く力を養うことを重視しています。さらに、研究成果を的確に伝えるためのコミュニケーション能力やプレゼンテーション能力（日本語・英語）の育成にも力を入れ、研究を通じて、社会で主体的に活躍できる人材の育成を目指しています。

In our laboratory, research activities form the core of education. We place strong emphasis not only on the acquisition of specialized scientific knowledge and technical skills, but also on cultivating students’ initiative, logical thinking, and abilities to identify and solve research problems. Furthermore, we actively foster communication and presentation skills in both Japanese and English, enabling students to effectively convey their research outcomes. Through this research-driven education, we aim to develop individuals who can contribute proactively and responsibly to society.

Current Research Projects　現在の研究テーマ

経口製剤の薬物動態予測モデル研究

医薬品の経口吸収を高精度に予測することを目指して、生理学的薬物吸収モデル（Physiologically Based Biopharmaceutics Model: PBBM）の開発と応用に関する研究を行っています。難易度が高い製剤（口腔内崩壊、徐放製剤、機能性添加剤、固体分散体製剤、自己乳化製剤など）の薬物動態（PK）予測、食後条件下でのPK予測、非線形PKを示す薬物の徐放製剤の生理学的IVIVC構築、消化管内における薬物間相互作用の予測、バーチャル生物学的同等性（BE）シミュレーション、飲水量と薬物吸収量の関係解析、PBBMを活用した医薬品の適切な品質規格設定、機械学習による膜透過係数予測などの研究を展開しています。

 

We conduct research on the development and application of physiologically based biopharmaceutics modeling (PBBM) to accurately predict oral drug absorption. Our particular strength lies in pharmacokinetic (PK) prediction for formulations with complex absorption behavior, including orally disintegrating tablets, modified-release formulations, products containing functional excipients, amorphous solid dispersions, and self-emulsifying drug delivery systems. In addition, we address a wide range of practical and clinically relevant challenges, such as PK prediction under fed conditions, construction of physiologically based in vitro–in vivo correlations (IVIVC) for modified-release formulations of drugs exhibiting nonlinear PK, prediction of drug–drug interactions within the gastrointestinal tract, virtual bioequivalence (BE) simulations, and analysis of the relationship between water intake volume and drug absorption. Furthermore, we pursue studies on the application of PBBM to rational setting of drug product quality specifications, as well as machine learning–based prediction of intestinal membrane permeability, integrating mechanistic modeling with data-driven approaches.

非経口投与医薬品のIn Vivo性能を予測するモデリング＆シミュレーション研究

抗体製剤の皮下投与時におけるバイオアベイラビリティやPKプロファイル予測モデルの開発、経肺投与製剤のバイオアベイラビリティやPK予測、ならびに皮下埋め込み型徐放製剤に対する血中濃度推移予測モデルの構築など、非経口投与製剤を対象とした薬物動態モデリング研究に取り組んでいます。

 

　　

We conduct pharmacokinetic modeling research on non-oral (parenteral) drug products, including the development of models to predict bioavailability and PK profiles of antibody therapeutics following subcutaneous administration, prediction of bioavailability and PK for pulmonary drug delivery systems, and construction of models to describe plasma concentration–time profiles of subcutaneously implanted sustained-release formulations.

PBBM/PK/PD研究

製剤投与後の生理学的薬物吸収モデル（PBBM）を、薬物動態／薬力学（PK/PD）モデルと結合する研究を行っています。本研究により、製剤間のin vivo性能の同等性や、製剤の品質規格とin vivo性能との関係を、薬物動態（PK）にとどまらず薬効（PD）の観点からも定量的に評価・議論できる基盤の構築を目指しています。

 

We conduct research integrating physiologically based biopharmaceutics modeling (PBBM) after drug product administration with pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) models. This integrated framework enables quantitative evaluation and discussion of in vivo performance equivalence among different formulations, as well as the relationship between formulation quality attributes and in vivo performance, from both pharmacokinetic (PK) and pharmacodynamic (PD) perspectives.

BCS Based Biowaiver研究

Biopharmaceutics Classification System (BCS) and Biowaiverフォーカスグループとしての活動です。生物薬剤学の専門家としての調査・実験・考察により、WHO Essential DrugsのBiowaiver（ヒト臨床試験の免除の可否）を提案する研究を行っています。開発途上国の医薬品アクセス向上に繋がり、SDGsの観点で重要な研究です。 Biowaiver Monographs in Journal Pharmaceutical Sciences

 

As a steering committee member of Biopharmaceutics Classification System (BCS) and Biowaiver Focus Group and an expert of biopharmaceutics, we discuss and publish applicability of BCS-based Biowaiver for WHO Essential Drugs. This research is important in terms of SDGs as it can contribute to improved access to medicines in developing countries. Biowaiver Monographs in Journal Pharmaceutical Sciences

Instruments and Software　上林研で使用している実験機器・ソフトウェア