1. 3行でわかる ／ 読む前に ／ シリーズの中での位置

• 「宇宙で薬」には3つの話がある：タンパク質の結晶の構造解析（約40年）、医薬品の結晶そのもの（ISS での例が少数）、再突入カプセルでの実証（2024年から）。段階が大きく違い、混ぜて語ってはいけません
• 効果はあるが、いつも、ではない：JAXA の条件を整えた実験では、微小重力で結晶の質が改善したのは約70%、改善しなかったのは約30%でした［参考資料2］。米国の学術機関の評価（2000年）は「構造生物学への影響は極めて限定的」でした［参考資料2］
• 製造として成立したと確認できた例は、見つからなかった：宇宙で作った結晶を使った医薬品が承認・販売されている例は、確認できませんでした。カプセルの再突入・回収は繰り返されていますが、医薬品の処理の結果は、査読前の1件を除き、確認できませんでした［参考資料8・9］

2. なぜ「結晶」が要るのか ― 2つの目的

(1) 目的A ― タンパク質の構造を調べるために

体の中でタンパク質は、酵素や受容体などの「部品」として働きます。多くの薬は、そのタンパク質の特定の場所に結合して働きを変える分子です。鍵穴（タンパク質）の形が分かれば、合う鍵（薬の候補の分子）を設計しやすくなる、というのが、構造にもとづく創薬の考え方です（たとえの限界：すべての薬がこの方法で見つかるわけではありません）。その形を原子の精度で調べる代表的な方法が、X線結晶構造解析で、タンパク質を結晶にして、X線の回折を測ります。この方法は、装置と計算の進歩で、数年かかった解析が数週間〜数日に短縮されました。しかし、質のよい結晶を作ることは今も最大の障害で、「結晶にならない」か「結晶ができても質が足りない」タンパク質が、数百種あると総説は述べます［参考資料1］。事実

この目的では、大きく、よくそろった1つの結晶（X線の実験では、ふつう一辺0.1 mm前後）が欲しく、質はX線の回折の質（分解能など）で測ります［参考資料1・2］。

(2) 目的B ― 医薬品そのものを結晶にするために

もう1つの目的は、薬の成分そのものを結晶（や粒子）として作ることです。医薬品では、同じ分子でも、結晶の並び方（多形）が違うと、溶けやすさなどの性質が変わります。1998年に、薬リトナビル（Norvir）のカプセルで、それまで知られていなかったより溶けにくい新しい結晶形が現れ、製品の供給が脅かされた例が、論文で報告されています［参考資料7］。国際的な医薬品の規制のガイドライン（ICH Q6A）も、結晶多形が製剤の質や性能に影響する場合は、どの固体の状態かを規格で決めるよう求め、多形を監視・管理するための判断の流れ（決定樹）を示しています［参考資料12］。また、タンパク質の薬（抗体など）を、注射できる小さく粒のそろった結晶の懸濁液にする研究もあります（第6章）。事実

3. 微小重力で、結晶のまわりに何が起きるか

微小重力とは何か（自由落下で、重力の効果が床や容器に現れない状態）と、対流・沈降がほぼなくなることは、「宇宙製造と微小重力」で説明しました。ここでは、タンパク質の結晶に絞ります。結晶が育つと、結晶の面の近くの溶液から材料が取り込まれ、その近くだけ溶液が薄く、軽くなります。すると地上では、軽くなった溶液が上昇して流れ（対流）が生まれ、新しい材料が結晶に運ばれ続けます。微小重力では、この対流がなく、材料は拡散だけで運ばれます［参考資料1］。事実

その結果、結晶のまわりに、タンパク質が減った枯渇ゾーン（PDZ）と、不純物が減った枯渇ゾーン（IDZ）ができる、と考えられています。結晶の面の濃度が下がることで、取り込みが穏やかになり、質のよい成長につながる、という説明です。枯渇ゾーンは、ESA の装置などで干渉計を使って観察されています［参考資料1・2］。JAXA の解析は、0.1 mm 程度の結晶では、おもに不純物の枯渇ゾーンが効いている、と考えています［参考資料2］。事実

元のSVG・数値・出典を確認する

元SVGの説明：概念図（ベクター作図）。左：地上。対流が材料と不純物を運び続ける。右：微小重力。拡散だけになり、結晶のまわりに枯渇ゾーンができる。濃淡と大きさは説明用。

結晶の「質」は、どう比べるのか

総説は、宇宙で育てた結晶と地上の結晶を比べる基準として、4つを挙げています。①見た目の質、②最大の大きさと大きさの分布、③形（モルフォロジー）、④X線回折の質です［参考資料1］。④では、分解能（どれだけ細かい構造まで見えるか）、I/σ(I)（信号と雑音の比）、モザイク性（結晶が小さなブロックに分かれている程度）、B 因子（原子の揺らぎの大きさ）などが使われます［参考資料1・2］。事実

4. 歴史と成果 ― 約40年の実験が示したこと

(1) 1980年代：手動の装置から始まった

JAXA の論文は、1983年に Littke と John が、宇宙で大きなライソザイム（卵白の酵素）の結晶を得たと述べます［参考資料2］。米国では、1985年ごろから、スペースシャトルの中で、注射器を並べた簡単な装置（蒸気拡散装置、VDA）を使った実験が始まりました。最初の装置は、宇宙飛行士が六角レンチで1つずつ液滴を押し出す手動式で、温度の制御もありませんでした。それでも、ライソザイム、カナバリン、血清アルブミンなどの結晶ができ、1986年1月のシャトル事故で中断したのち、1988年10月26日のシャトル再開後に、温度を制御した60実験の装置が使われました［参考資料1］。事実

1989年に Science 誌に載った論文は、X線の解析で、微小重力で育てた結晶のほうが、回折の質（I/σ の比と分解能）が高かったことを、初めて定量的に示したものとされます［参考資料1］。これが、約40年続く研究の出発点です。事実

(2) ISS の時代：JAXA の積み重ね

JAXA は2002年に ISS での高品質なタンパク質結晶の実験を始め、2012年までに14回の実験で、合計580種のタンパク質を結晶化しました。結晶化は「対向拡散法」（タンパク質の溶液と沈殿剤の溶液を細い管の両端から近づけて、拡散で混ぜる方法）で行います。条件を地上でていねいに決めておくと、ISS で質のよい結晶が多くの場合に育ち、特に純度の高い試料と、粘度の高い結晶化溶液を使うと効果的だった、と論文は述べます［参考資料2］。NASA のページも、薬企業と大学が2021年までに500回を超えるタンパク質結晶成長の実験をISSで行ったと述べます［参考資料3］。事実

(3) 数字で見る ― 効果は「条件しだい」

JAXA の論文は、拡散係数（D）と結晶の取り込みの係数（β）から、微小重力が効くかを予測できるとし、D/β が 3 mm より小さい条件では、約70%のタンパク質で、微小重力のほうが質のよい結晶ができたと報告します。残りの約30%は改善しませんでした。主な原因は、地上の最適化に使った試料ロットと打ち上げた試料ロットの違いや、ISS からの回収中の温度の急上昇（約303 K）による結晶の劣化でした［参考資料2］。また、試料の精製の効果は大きく、受入試験が良好だった試料では50%、追加精製をした試料では37%、試験が最適に満たないのに追加精製をしなかった試料ではわずか5%が「良い結果」だった、と述べます［参考資料2］。事実

個別の例では、リポカリン型プロスタグランジンD合成酵素（L-PGDS）で、データ収集の分解能が宇宙の結晶で1.06 Å、地上の結晶で1.30 Å、α-アミラーゼで宇宙1.0 Å、地上1.1 Å、と報告されています［参考資料2］。さらに、別の総括は、米国の Mir 宇宙ステーションでの実験で、21種のタンパク質のうち5種が地上より優れた結果だったと述べます［参考資料1］。事実

(4) 評価は割れてきた

一方で、評価は一様ではありません。JAXA の論文は、2000年に米国の National Research Council（学術機関）が、微小重力での結晶化の構造生物学全体への影響は「極めて限定的」と報告したと述べます［参考資料2］。総説は、同じ学術機関による NASA の微小重力タンパク質結晶化計画の見直しで、結果は「決定的でない」とされ、多くの改善はわずかで、適切な対照実験を行うのが難しかったと述べます。総説自身は、微小重力が結晶の質を改善する可能性を示す証拠は十分にあるが、利用が広がらなかった理由として、宇宙実験を日常的に使えないこと、打ち上げの延期で試料が劣化すること、回収の遅れで結晶が劣化すること、飛行の承認の書類の多さ、宇宙飛行そのものの不確実さを挙げています［参考資料1］。さらに総説は、失敗や小さな成功は、公表されないことが多く、記録は不完全だと述べます［参考資料1］。事実

5. 創薬への接続 ― 構造から薬の候補へ

宇宙で得た結晶の構造が、薬の候補の設計に使われた例が、JAXA と NASA に紹介されています。JAXA の紹介（2021年11月10日付）によれば、デュシェンヌ型筋ジストロフィーの患者の筋肉で発現が強まる酵素 H-PGDS（造血器型プロスタグランジンD合成酵素）の結晶を、きぼうの高品質タンパク質結晶生成実験で宇宙で育て、0.95 Å の高い分解能の単結晶が得られました。その構造にもとづいて、選択的で強力な阻害剤が設計され、そのうち1つが臨床試験に進んだ、と書かれています［参考資料4］。NASA のページ（2022年付、2023年更新）も、筑波大学の研究者が JAXA の構造の研究から化合物を設計し、その中に TAS-205 が含まれる、と述べます［参考資料3］。事実

その薬の臨床試験については、事実だけを書きます。Taiho Pharmaceutical 社は2025年7月8日の発表で、日本の5歳以上の男性の患者を対象にした第III相試験 REACH-DMD の結果を示し、主要評価項目（52週時点での、床から立ち上がるまでの時間の、ベースラインからの平均変化）で、有意差は示されなかったと述べました。詳しい結果は、今後の学会で発表するとしています［参考資料5］。NASA のページは、第III相試験が2020年12月に始まり2027年までの予定と書いていましたが［参考資料3］、これは上の発表より前の情報です。事実

6. 医薬品そのものの結晶を宇宙で作る

(1) 結晶の「型」が品質を決める ― リトナビルの教訓

1998年の夏、薬 Norvir（有効成分はリトナビル）の半固形カプセルの供給が、リトナビルのより溶けにくい新しい結晶形（形 II）の出現で脅かされました。論文は、2つの多形を固体 NMR、粉末X線回折、単結晶X線回折などで調べ、形 II のほうが安定な並び方だが、形 II の核ができるのは、非常に過飽和な溶液でない限り、エネルギー的に不利で、高い過飽和と、おそらく分解生成物による不均一な核形成が重なって、突然現れたと考察しています［参考資料7］。教訓は、結晶形は、一度できると後戻りしにくく、製造の管理で決まることです（本稿の解説）。事実

(2) Merck の抗体の結晶化 ― ISS の結果を地上に持ち帰った例

抗体医薬は、分子が大きく柔軟で、結晶化が難しいとされてきました。Merck 社の研究所は、ISS National Laboratory と共同で、抗体 pembrolizumab（Keytruda）の結晶化を、SpaceX の補給ミッション CRS-10（2017年2月19日打ち上げ）で ISS に送って行いました［参考資料6・14］。結果は、ISS では、粒の大きさがそろった（約39 μm の1つの山）結晶の懸濁液が高い収率で得られたのに対し、地上の対照では13 μm と102 μm の2つの山でした。ISS の懸濁液は、粘度が低く、沈み方も均一でした。さらに、この結果を、回転する混合器（沈降を抑える）と温度勾配（結晶化を制御する）を使う地上の方法に応用し、1〜5 μm の均一な懸濁液を、粘度12 cP 未満で作れたため、注射剤の調製に適する性質が得られた、と論文は述べます［参考資料6］。事実

(3) 軌道で結晶を作って、地上に戻す ― リトナビルのプレプリント

Varda 社の研究者を含む著者による2024年のプレプリント（査読前）は、軌道上で作られた、リトナビルの準安定な「形 III」を回収できたと報告します。形 I・II・III とアモルファス（非晶質）を入れた試験試料と、地上の対照は、いずれも優れた安定性を示した、と要旨は述べます。この研究が検証したのは、振動・加速度・放射線・温度が試料に与える影響の生存性で、軌道で作った結晶が地上のものより優れる、という主張ではありません［参考資料8］。事実

7. 再突入カプセルでの製造の実証の段階

ISS は、乗組員と物資の都合で、実験の機会が限られます（第4章の総説の指摘）。そこで、自由に飛ぶ小型の宇宙機で軌道上の処理を行い、カプセルだけを地球に戻す、という方式が現れました。米国の Varda Space Industries 社は、公式ページで、W-Series の宇宙機を「ステーションに依存しない自由飛行体で、物質を安全に地球に戻せる」ものと説明し、流れを、①商業ロケットでの打ち上げ、②軌道上での加熱・混合・冷却などの処理、③カプセルの分離、④時速18,000マイル（約29,000 km）超、マッハ25超での再突入、⑤パラシュートでの着陸と回収・飛行後の分析、と示しています［参考資料9］。事実

同じページのミッション一覧では、W-1 が2024年2月21日にユタ州の試験場、W-2 が2025年2月27日に、W-3 が2025年5月13日に、オーストラリアの Koonibba 試験場に再突入し、W-4〜W-6 も再突入済みと記載されています。W-7 は「予定」で、「医薬品の溶けにくさという大きな制約を、微小重力が乗り越える助けになるかを調べる、医薬品のミッション」と説明されています［参考資料9］。2026年10月1日の同社の発表は、W-8 と W-9 を SpaceX の相乗り便 Transporter-18 で同時に打ち上げたと述べ、2024年から6機のカプセルを安全に再突入させたと書いています。W-8・W-9 に載るのは、熱防御材料や航法の機器など、極超音速の再突入での試験が中心で、医薬品の処理ではありません［参考資料11］。事実未確定／将来

企業の主張と、確認できたこと

Varda 社は、公式ページで、微小重力が対流・浮力・沈降を抑え、結晶がより均一になり、その効果は軌道上で材料に「固定」されたまま地球に戻って製造に使える、と述べます。また、地上の過重力（遠心）の装置で、粒の大きさや多形の比が重力にどう依存するかをあらかじめ調べ、宇宙に出す候補を絞る、という開発の流れを示しています［参考資料10］。これは企業の主張と計画です。同社は、2026年9月30日の資金調達の発表の紹介文（同社のメディアのページ）で、宇宙で作った最初の医薬品を地上の患者に届ける方向へ拡大する、と述べていますが、これは未確定／将来です［参考資料15］。事実未確定／将来

この記事の確認で、確かめられたことは、①カプセルの再突入と回収が繰り返されていること（企業の公式ページと発表）、②軌道上で作った結晶が打ち上げと再突入に耐えて戻ることを示すプレプリントがあること（査読前）、の2つです。確認できなかったことは、①査読を経た論文で、医薬品の質の改善が示されたこと、②宇宙で処理した材料から作られた医薬品が、承認・販売されていること、③W-4〜W-6 の医薬品の処理の結果、です（W-7 は予定）。

8. 素材技術者の視点と、確認できなかったこと

確認できなかったこと

• 宇宙で処理した材料を使った医薬品の承認・販売の例
• Varda のリトナビルのプレプリントの本文と補足資料の詳しい数値（要旨と公式ページの範囲のみ確認）。査読を経た版は見つからなかった
• W-4〜W-6 の医薬品の処理の結果。W-7 の予定の日付
• H-PGDS の結晶の、地上で育てた場合との分解能の比較（JAXA の紹介は宇宙の0.95 Å のみ）
• Taiho の REACH-DMD の詳細な結果（発表は、今後の学会で示すとしている。確認日までに見つからなかった）
• 微小重力による結晶の質の改善率の、統一された統計（基準と母数により、70%、60%、21種中5種など、報告が異なる）

まとめ

宇宙でのタンパク質結晶化は、約40年の歴史があり、JAXA のISS実験などで、条件を整えると多くの場合に結晶の質が改善することが示されています。一方で、評価は割れており、効果は試料の純度や履歴に大きく左右されます。医薬品の結晶そのものの研究は、Merck の例のように「宇宙で学んで地上に戻す」形で有望な例がありますが、再突入カプセルでの製造は、確認できた範囲では実証の段階で、承認された医薬品や、査読を経た医薬品の質の改善の結果は確認できませんでした。

9. 評価・標準の読み方

この分野には、結晶の質、医薬品の結晶形、宇宙の環境、臨床の結果という、種類の違うものさしが混在します。「宇宙で作った」という一言の裏で、どのものさしの話をしているかを見分けることが大切です。確認日は2026年10月17日です。

表の整理は本稿の計算（整理）。ASTM の規格は、該当するものを確認できなかった。

読み方の注意（素材技術者向け）

• どのものさしの話かを見分ける：「分解能が上がった」（結晶の質）、「粒がそろった」（剤形）、「再突入できた」（輸送）、「臨床で有意差なし」（薬の結果）は、それぞれ別の段階です。
• 査読前と査読後は違う：リトナビルの軌道上の研究は、査読前のプレプリントです。Merck と JAXA の論文は、査読を経た論文です。
• 改善率は定義しだい：約70%、60%、5/21 など、報告された割合は、基準・母数・条件が違います。比較する前に、定義を確かめてください。

10. 用語集

11. 参考資料（一次情報）

1. npj Microgravity McPherson A. and DeLucas L. J. "Microgravity protein crystallization"（総説, 2015年, DOI 10.1038/npjmgrav.2015.10。PMC 版） — pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5515504/
2. Journal of Synchrotron Radiation Takahashi S. 他 "JAXA protein crystallization in space: ongoing improvements for growing high-quality crystals"（2013年, DOI 10.1107/S0909049513021596。PMC 版） — pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3795566/
3. NASA Crystallizing proteins, helping identify treatments（ISS の研究成果のページ。2022年7月23日付、2023年9月29日更新） — nasa.gov/mission_pages/station/research/benefits/crystallizing-proteins-helping-iden
4. JAXA H-PGDS を標的とする筋ジストロフィーの進行を遅らせる創薬の紹介（きぼう利用の成果。2021年11月10日付） — humans-in-space.jaxa.jp/en/biz-lab/news/detail/001832.html
5. Taiho Pharmaceutical ニュースリリース：REACH-DMD（TAS-205 の第III相試験）の結果（2025年7月8日） — www.taiho.co.jp/en/release/2025/20250708.html
6. npj Microgravity Reichert P. 他 "Pembrolizumab microgravity crystallization experimentation"（2019年, DOI 10.1038/s41526-019-0090-3） — doi.org/10.1038/s41526-019-0090-3
7. Pharmaceutical Research Bauer J. 他 "Ritonavir: an extraordinary example of conformational polymorphism"（2001年, DOI 10.1023/A:1011052932607。要旨） — doi.org/10.1023/A:1011052932607
8. ChemRxiv（プレプリント） Bauser H. C. 他 "Return of the Ritonavir: A Study on the Stability of Pharmaceuticals Processed in Orbit and Returned to Earth"（2024年3月20日、第3版。査読前） — doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vb20g-v3
9. Varda Space Industries Platform（W-Series、ミッション一覧と再突入の日付、カプセルの流れ。企業の公式ページ） — varda.com/platform
10. Varda Space Industries Biopharma（微小重力と過重力を使う開発の流れ。企業の主張） — varda.com/biopharma
11. PR Newswire（Varda の発表） Varda Space Industries Launches Two Vehicles to Orbit at the Same Time（2026年10月1日。W-8・W-9、Transporter-18） — www.prnewswire.com/news-releases/varda-space-industries-launches-two-vehicles-to-orb
12. ICH Q6A "Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for New Drug Substances and New Drug Products: Chemical Substances"（Step 4、1999年10月6日。結晶多形の決定樹） — database.ich.org/sites/default/files/Q6A%20Guideline.pdf
13. Structure Gore S. 他 "Validation of Structures in the Protein Data Bank"（2017年, DOI 10.1016/j.str.2017.10.009。wwPDB の検証報告） — doi.org/10.1016/j.str.2017.10.009
14. NASA LIFTOFF of CRS-10!（2017年2月19日。SpaceX 10回目の商業補給ミッションの打ち上げ） — blogs.nasa.gov/spacex/2017/02/19/liftoff-of-crs-10/
15. Varda Space Industries Media Center（企業の発表の一覧。2026年9月30日付の資金調達の発表の紹介文を含む。2026年10月17日確認） — varda.com/media

12. 主張と出典の対応表（監査）

最終更新：2026年10月17日／出典は一次情報（査読論文、総説、JAXA・NASA・Taiho・Varda の公式資料、ICH・wwPDB）に限定しています。宇宙で処理した材料による医薬品の承認・販売、W-4〜W-6 の医薬品の結果、査読を経たリトナビルの軌道上の論文、ASTM の規格は、確認できなかったため記載していません。企業の資料は企業の主張として扱い、プレプリントは査読前と明記しました。本記事は、医薬品の効果・安全性・価値を断定せず、医療・投資の助言をしません。