2型糖尿病の特徴としてはインスリン抵抗性、組織の炎症、脂肪組織の機能障害、肥満があげられますが、脂肪細胞に特異的なNCoRのノックアウトマウスでは、肥満になるにも関わらず耐糖能が改善され、肝臓、筋肉、脂肪細胞でのインシュリン感受性が高まり、さらには脂肪組織のマクロファージの湿潤と炎症も抑制されることを明らかにしました。メカニズムとしては、核内でPPARγと結合するNCoRが無くなったことで、PPARγが常に活性化状態になり、脂質生成が亢進するため、インシュリン感受性が高まり、さらにマクロファージによる炎症も抑えられるとしています。脂質生成が亢進したとしても、糖尿病を抑えられるならば、糖尿病から引き起こされる様々な疾患の予防につながるので、治療に用いられる可能性があるのではないでしょうか。

PPARγは、別の観点から創傷治癒効果が角膜で検討されており、こちらはPPARγを過剰に発現させることによって、PPARγを活性化させ、ファイブロブラストやマクロファージの活性化を抑制することにより、瘢痕形成を抑えながら創傷治癒を促進するというもの。どちらもPPARγの活性化をターゲットにしているものの、片方はPPARγのパートナーであるNCoRを減らす方法、もう一方はPPARγ自体を増やす方法と、アプローチの違いがあるのが興味深いです。

オートファジーのマーカーとしてGFP-LC-3を発現させたマウスに、トレッドミルでの運動をさせたところ、30分で筋肉や心臓の細胞でGFP-LC-3のスペックルが増え、オートファジーの活性化が起こることを明らかにしました。さらに、運動によるオートファジー活性化が起こらなくなるBcl-2欠損マウスを使った実験では、細胞へ糖を取り込むAMP kinaseの活性化が起こらないために、せっかく運動しても血中の糖レベルが高いまま、正常マウスよりも走り続けることができなくなることがわかったそうです。

そこで糖代謝とオートファジーの関係を調べるために、正常マウスとBcl-2欠損マウスに高脂肪の食事を与えて2型糖尿病の状態にしたのち、高脂肪の食事を与えながら8週間の厳しい運動をさせたところ、どちらのマウスも体重が減ったものの、正常マウスでは細胞の糖取り込み機能が回復して糖尿病が治っているのに対し、Bcl-2欠損マウスでは血中の糖レベルが高いまま、糖代謝の異常は改善されないことがわかり、2型糖尿病の改善には運動によるオートファジーの活性化が重要であることを明らかにしました。

運動は体に良いということが科学的に証明されましたが、それでも、運動の続かない人にとってどのくらいの励みになるのかは少し疑問です。ただ、この研究グループの一人はこの結果に影響をうけてトレッドミルを始めたそうです。マウスに効果があるのだから、私にも効くはず、というコメントが載っていました。

Georgetown Universityの研究グループはROCK阻害剤(Y-27632)とフィーダー細胞を加えることで、組織から取り出した正常細胞とガン細胞をconditionally reprogrammed cell　の状態で培養することが可能になったことを報告しました。

その培養方法では、細胞の形態はstem-like phenotypeになるそうなのですが、針で採取した少しの組織から５，６日で2 x10^6細胞まで増やすことができるとのこと。なぜROCK阻害剤にこんな効果があるのかは少し不思議ですが、ROCK阻害剤とフィーダー細胞を加えるくらいならば比較的簡単に試せそうに思います。

この方法はガン治療薬開発だけではなく、ガン患者からガン組織と正常な組織を少しずつ採取してそれぞれの細胞を培養し、投与する薬の種類や濃度をその細胞で比較することで、患者さんに対して正常な細胞へのダメージを少なくして、より効果的にガン細胞を抑える治療法を選択することにも用いられるとしています。遺伝子を調べて医療に応用するオーダーメイド医療の研究がすすめられていますが、患者自身のガン細胞を培養して効果のある治療薬を選択する方法は、より治療の現場に即した方法として発展していく可能性があるのではないでしょうか。

MMPは細胞外マトリックスを分解するタンパク質分解酵素ですが、自己免疫疾患や腫瘍の転移に関与することで知られ、阻害剤の研究がすすめられているそうです。研究グループは生体に存在し、MMP阻害剤として機能するtissue inhibitors of metalloproteinases （TIMP）に注目して、これに似た化合物の合成を試みたそうなのですが構造が複雑でうまくいかなかったため、次に、TIMPと同様にMMPの活性部位へ結合する抗体を作る方法を考えたそうです。MMP9の活性部位のみの断片をマウスへ投与したところ、TIMPに似た、TIMPと同様の働きをする抗体（metallobodies）がマウスで産生されることがわかり、このmetallobodiesをクローン病のモデルマウスに投与すると、症状の改善が見られることもわかったそうです。

Weizmann InstituteのプレスリリースにTIMPとmetallobodiesがMMPに結合するモデル図がのっているのですが、metallobodiesもTIMPと同様にがっちり結合してMMPのやや内側にある活性部位をふさいでいるのがよくわかります。受容体などのファーマコフォアモデルを作製し、ドッキングスタディをするのはリガンド探索によく使われる手法ですが、実際にそこで得られた候補化合物を試してみると、効果が得られない、毒性が高いなどの問題が出てくることもしばしばです。今回の報告のように、活性部位に対する抗体を作ってみるという方法も検討する価値があるように思います。そして、自己免疫疾患に対する治療法が自己抗体とも言えるmetallobodiesとは、発想の転換の仕方がすごいと思います。

そこでHawaii大の研究グループは心臓肥大のモデルを作り、心筋の細胞からVEGFが放出されるメカニズムを明らかにしました。報告によると、ラットの心筋細胞を引き伸ばすmechanical stretchという誘導方法でVEGF分泌量を調べたところ、引き伸ばす刺激を与えた細胞から通常の3倍のVEGF分泌がわかったそうです。さらにはNFｋBの阻害剤でVEGF分泌増加が抑制されたことから、NFkBの活性化によりVEGFの発現が増えていることも明らかにしました。心筋細胞を引き伸ばす刺激がどのようなシグナルとして細胞に伝わってNFkBが活性化するのかかなり気になります。一方で、心筋梗塞など心筋機能の低下による心筋細胞の低酸素状態がVEGFを増やす可能性もあるような気もします。

もうひとつ気になるのは、心臓肥大の患者さんでVEGFによる黄斑変性症のリスクが増えたり、あるいはがんの治療にVEGF抗体を使うことが心筋細胞へのダメージにつながることはないのかという点です。今回の報告はラットですが、ヒトでの血清中VEGF量の比較などからそのリスクを推測できる可能性がありそうです。

UCLAの研究グループの報告によれば、若齢ラットと老齢ラットの海馬を比較すると老齢ではBDNFの量が減っており、このことがシナプス可塑性に影響していることがわかったそうです。これは加齢によるヒストンアセチル化の減少が原因で、BDNF遺伝子のヒストンアセチル化も減り、結果としてBDNFの量が少なくなっていたそうなのです。そこで、ヒストンデアセチラーゼの阻害によりBDNFとその受容体TrkBを増やしたところ、歳をとった海馬の細胞のシナプス可塑性が回復することが確認され、さらにはTrkBのアゴニスト7,8-dihydroxy flavoneによっても同様の効果が得られたということです。

加齢による海馬の機能低下は、ヒストンアセチル化の減少がもとで起こっていたということで、ヒトでも同様の現象が起こっているならば、BDNFのコントロールによって物忘れが防止できるようになるかもしれません。また、運動により血中のBDNFが増え、記憶力が良くなるという報告もあるので、記憶力保持のための指標に用いることもできそうです。

転移性ガンへの移行にはT-cellに関連した経路や、血清の成分が関係しているといわれており、研究グループはこの血清の成分のうち、meta-チロシンとortho-チロシンがマウスのモデルにおいてガンの成長抑制に効果があること、さらには転移性ガンへの移行も抑制することを明らかにしたそうです。また、この抑制効果はmitogen-activated protein/extracellular signal-regulated kinase pathwayの阻害とSTAT3の不活性化によるものであることも確認しているとのこと。アミノ酸でERKが阻害されてしまうとは、少し怖い気もしますが。

現在のところ転移性ガンへは主に化学療法が用いられますが、副作用がつきもので、思うような結果が出ない場合があり、それに対して血清の成分であるmeta-チロシンとortho-チロシンならば毒性が少ないと予想されることから、ガン転移を抑制する治療薬として可能性があるのではないかとしています。一時期はアミノ酸単体ではなく、3アミノ酸からなるトリペプチドに新たな機能があるとして注目されたこともありましたが、アミノ酸にもまだ未知の機能があるのかもしれません。

研究グループは変形性関節症患者の滑液などのサンプルから関節部分で補体の異常な活性化を発見し、膝関節半月板切除による変形性関節症のモデルでC5抗体による中和で変形性関節症の症状を抑えることから補体の関与を明らかにしました。さらには、膜侵襲複合体であるMACが軟骨細胞に結合することにより関節を攻撃し、炎症因子や分解酵素の発現を誘導して炎症を悪化させていることもわかったそうです。

体を細菌などから守るシステムである補体系が、自分の体を攻撃してしまうために、炎症が起こっていたということで、変形性関節症は自己免疫疾患に似た状態とも言えると思います。論文にあるようにC5抗体で変形性関節症の症状を緩和することは可能かもしれませんが、完全な治療となると、補体の制御系がもう少し明らかになる必要がありそうです。

変形性関節症のほかに補体の関与が疑われている疾患としては、アルツハイマー病や加齢性黄斑変性症があり、加齢性黄斑変性症では大塚製薬とAcucela社が補体の活性化を抑える新薬を開発中です。補体は古くから知られている免疫システムですが、疾患への関与から近年注目されているようです。

CureFAKtor Pharmaceuticalsの研究グループが2011 AACR-EORTC-NCI Molecular Targets and Cancer Therapeutics Conferenceで発表した報告によると、CFAK-C4というFAK阻害剤をすい臓がんのマウスへ投与した実験で、がん細胞の成長を40－60％抑えることができたそうです。

このFAK阻害剤は腫瘍血管系に発現し腫瘍の転移などに関与するVEGFR3とFAKの結合をブロックするという作用機序をもっており、腫瘍に特異的に発現するVEGFR3に注目した点が、すい臓がんの進行抑制という大きな効果として表れたのではないかと思います。それから、腫瘍の転移にもVEGF関連の分子が関与していることに少し驚くとともに、糖尿病などで新しい血管が必要な場面を除いて、やはりVEGFと名前がつく分子はヒトに害を及ぼす働きしかしていないのだと思ってしまいました。だからこそ新薬開発には欠かせないターゲットでもあるのですが。

すい臓がんは自覚症状が出にくいため発見が難しく、他のがんと比較して治療が難しいと言われています。治療薬としてはジェムザール（イーライリリー）やティーエスワン（大鵬薬品工業）が知られていますが、どちらもDNA合成阻害剤であるため副作用の問題があることから、今回のFAK阻害剤のようにがん細胞により特異的に働くような新薬の登場が待たれます。それにしても、社名にFAKを冠するCureFAKtor Pharmaceuticals、FAK阻害剤だけで会社を作ってしまうなんて、夢があっていいなと思います。

糖尿病治療薬の新薬開発では武田薬品の２型糖尿病治療薬ＴＡＫ－８７５の臨床第３相試験開始や、日本ベーリンガーインゲルハイムと日本イーライリリーの２型糖尿病治療薬トラゼンタ（製品名リナグリプチン）の製造販売承認取得など活発な動きがあるようです。ただ、治療薬といっても、今のところ根本的な治療ではないので、患者さんは毎日薬を飲み続けなければならないという問題があり、今後は根治療法を目指す必要もあるのではないかと思います。

diabetes誌へのリンク

カリフォルニア大の研究グループがこの小さなサイズの可溶性Aβ（Aβオリゴマー）がどのようにして細胞外からのカルシウム流入を起こすのかを調べたところ、Aβオリゴマーは内在性のチャネルを活性化してカルシウム流入を引き起こすほかに、Aβオリゴマー自身がカルシウムを透過するポアを細胞膜上に形成して大量のカルシウムを流入させていることがわかったそうです。

研究グループはオプティカルパッチクランプという方法で、細胞膜表面の一個ずつのポアにカルシウムが入ってくる様子をモニターしたと書いていました。細胞の種類によりますが、カルシウムのモニタリングは難しい実験という印象があります。わたしは顕微鏡下で検出する方法を主にやっていましたが、カルシウムが流入して細胞が光るのが見えればよしとしていたレベルだったので、細胞膜表面の一個ずつのポアから入ってくるカルシウムをモニターするなんてマニアック過ぎるなと感じてしまいました。でも、そこまで厳密に検出ができなければ今回の発見はなかったかもしれません。

アルツハイマーには細胞内カルシウムストアの制御がうまくいかなくなることも関係している、という報告もありますが、カルシウムストアから出てくるカルシウムの濃度を考えると、細胞をコントロール不能にしているのはAβオリゴマーが形成するポアによる細胞外からのカルシウム流入が第一の原因となっているのではないかとわたしは思います。アルツハイマー病で起こっていることがひとつ明らかになったことで、Aβオリゴマーに結合して不活性化しカルシウム流入を防ぐ方法や、カルシウム流入による細胞死を防ぐ方法など、治療に対するアプローチが増えてくるのではないでしょうか。

研究グループは肺高血圧症のモデルで見られるTGF-betaの活性化にCalpainが関与していることを手掛かりに、Calpain阻害剤がTGF-betaの活性化を抑え、肺高血圧症で見られる肺動脈平滑筋細胞でのコラーゲンの増加を抑制することを明らかにしました。つまり、喫煙などにより、肺動脈平滑筋細胞が低酸素状態になると、Calpainが活性化してしまい、それが引き金となってTGF-betaによる肺動脈平滑筋細胞の構造変化により、肺高血圧症を引き起こしていたのです。

論文のなかで印象的だったのは、肺高血圧症の患者さんのサンプルでCalpainの活性化をSBDP　(Calpainで切られたSpectrinの断片)の免疫染色で見ているところではないでしょうか（論文のFig. 15）。

Calpainの活性を直接測るのはなかなか面倒ですが、その基質であるSpectrinの断片SBDPを検出するのであれば、固定した組織の切片さえあればできるので、比較的簡単に調べられ、患者さんの肺でCalpainの活性化が起こっているのかがわかります。診断に用いるのに有用であることもそうですが、免疫染色に使えるくらいの良い抗体となれば、使ってみたいという研究機関がたくさんありそうに思います。そして、Caplainといえば、アルツハイマーや白内障治療薬のターゲットとして阻害剤の開発が期待されています。今回CalpainからTGF-betaへのシグナルカスケードが明らかになったことで、肺高血圧症やそのほかのTGF-beta関連の疾患へ向けてCalpain阻害剤の用途が増えてくるのではないでしょうか。

研究グループは精神的なストレスでマウスの海馬にLipocalin2が増えることに注目。海馬ニューロンの培養細胞にLipocalin2をかけたら、樹状突起スパインのアクチンに働いて、スパインの成熟を阻害することを発見したそうです。Lipocalin2があると、ストレスで成熟するスパイン（嫌な記憶）ができにくくなるということのようです。また、Lipocalin2欠損マウスでは、ストレスで誘導されるスパインの密度が上がることからも、Lipocalin2の働きがスパインの形成に関与していることを確認していました。
Lipocain2は何か脳で働いていそうだ、ということで研究されていましたが、海馬でスパインの形成に関与していることが今回わかったようです。Lipocalinは160～180個のアミノ酸からなる比較的小さなタンパク質で、私はLipocalin1のほうを少し実験で使っていたことがありました。Lipocalin1もLipocalin2同様分泌タンパク質で、Lipocalin1は涙の中にある成分なのですが、機能としては涙の中の油と作用して、涙の層の保持に働いていそうだ、ということぐらいで、涙の中の成分としては存在感の薄いタンパク質でした。同じファミリーのタンパク質でも、種類によって働きが全くことなる一つの例です。
しかし、Lipocalin発現の制御系は似ている可能性があるので、もしLipocalin2の発現制御について海馬ニューロンが培養しづらくて実験しにくいとなれば、Lipocalin1の発現メカニズムがヒントになることもあるかもれません。もしLipocalin2を治療に用いるとしても、Lipocalin2を脳にinjectionするわけにはいかないと思うので、発現メカニズムの解明も必要になってくるのではないかと思います。

研究グループは、脳で産生されるOrexinというホルモンに注目し、欠損マウスでは食事量が多くないのに肥満化し、それが食事による褐色脂肪細胞の熱産生が減るためであることを発見しました。さらには、Orexin欠損マウスでは生まれつき褐色脂肪細胞の発達が悪く、成人になっても褐色脂肪細胞の熱産生によるエネルギー消費が悪いために肥満化することを明らかにしたのです。

Orexinはオーファン受容体のリガンドとして単離され、摂食と覚醒に関係するホルモンとして研究されてきました。それが今回の研究により胎児期の褐色脂肪細胞の分化に関与し、その後の肥満化を左右する重要な分子であることがわかったということなのです。

生まれる前に褐色脂肪細胞の状態が決まってしまうならば、成人後肥満が発覚してからでは何もできないような気もしますが、あなたはOrexinレベルが低いために褐色脂肪細胞が少ないのですよ、と教えてもらえれば、自分が肥満化した理由が納得できそうな気もします。ただし、成人後でも褐色脂肪細胞の前駆細胞が残っていれば、後からOrexinを足して褐色脂肪細胞を増やすことができるかもしれません。現在の減量療法は食欲を減らす方法が多いのですが、成人後でも褐色脂肪細胞をコントロールできるようになれば、新たな減量療法として注目されるのではないでしょうか

報告によれば、SMAでは神経におけるキネシンの活性は変わらないものの、輸送されるvesicleの量が減るために、筋肉へ信号を伝えられないことを明らかにしたそうです。体の動きには神経と筋肉の複雑なコミュニケーションが必要なため、神経から筋肉に信号を伝えるどこかのポイントに障害があると、体を動かすことができなくなってしまいます。SMAでは、信号を運ぶ道具（キネシン）ではなく、信号（vesicle）が減ることが筋肉を動かすことができなくなる原因となっているのではないか、ということなのです。モータータンパク質は１分子レベルで検出されるほど詳しく研究されており、チューブリンの上を歩くキネシンやアクチンの上を歩くミオシンをとらえた顕微鏡写真が話題になったこともありました。また、vesicleについても運ばれて細胞膜に融合し、中身が放出されるメカニズムについて神経細胞や腺細胞で研究が進んでいます。それぞれの研究からわかってきていることを組み合わせれば、vesicleとキネシンをつなぐたんぱく質や、その活性を調節する分子が絞り込めそうに思います。もしかしたら開口放出したvesicleの再利用がうまくいっていない可能性もあるかもしれません。
今回の報告は患者数の少ない難病でも、モデル作製がうまくできれば、分子生物学的なアプローチが解明の一歩となるひとつの例だと思います。治療に使えるようなターゲットが見つかるのはまだ先のことですが、ホーキング博士を長年悩ませている病気が治る時代が来ると思うと技術の進歩と研究者の努力はすごいと思います。

Acta Neuropathologica誌へのリンク

ガレクチンは、植物のレクチン同様糖たんぱく質にベタベタくっつくという特徴があるだけで、ECMにくっついて接着促進でもしているのかな、くらいのイメージしかありませんでしたが、実はそれだけではなくサイトカイン様の働きをして炎症細胞の活性を調節し、アポトーシスにも関与するなど、多彩な機能がわかってきているようです。

今回は、何故か心不全でgalectin-3が増えて、それが心不全の進行に関係しているという裏付けがとれたということで、疾患への関与は間違いなさそうですが、しかし、血中のgalectin-3が増える背景が見えていないような気がします。たとえば、炎症細胞で産生されたgalectin-3が増えるということならば、それは体のどこかで炎症が起こっている、というシグナルであるはずで、その原因を治療すれば、わざわざgalectin-3の阻害剤を投与するなど対処療法的なアプローチをしなくてもよいように思うのです。
そうは言っても患者さんは待っていられないので、galectin-3阻害剤はこのまま開発ステップにのっていくのでしょう。ただ、Galectin-3を診断薬として用いるのはなかなか有用だと思ったら免疫生物研究所が抗体の供給元としてBG Medicineと契約していました。良い抗体があれば儲かる時代がきているのかもしれません。

インペリアル大の研究チームは、神経内分泌ガンの細胞の表面にソマトスタチン受容体（sstr-2）が多く発現することに注目し、これに対するアンタゴニストをいくつか設計し、18FでラベルしてPETで見たところ、肝臓への非特異的な集積をせず、sstr-2に高いアフィニティーを示すものが得られたことを報告しました。このアンタゴニストにより、PETを使ってガンの居場所をより正確に検知することが可能になり、またラベルする物質を変えれば、ガンを特異的に攻撃する治療薬として開発できる可能性があるとのことで、今後の展開が期待されます。

ここで、ひとつ疑問に思ったのは、ガン細胞は何故ソマトスタチンを欲しがるのか、という点です。ソマトスタチンは神経終末で細胞内カルシウムの上昇によって放出され、それが放出した細胞に反応して、分泌をストップさせるというネガティブフィードバックの機構を持ちますが、ソマトスタチン受容体を増やしたところで、その細胞の分泌機能を止める以外にあまり利点がないように思います。何かの原因でソマトスタチン量が減り、細胞内に移行するソマトスタチン受容体が減った結果、表面に沢山局在する数が増えたということなのでしょうか。
ただ、近年になってソマトスタチンに神経保護に働く分子の活性をあげる機能があることや、アルツハイマーの疾患でソマトスタチンの量が減ることが報告されるなど、ソマトスタチンの新しい機能が明らかとなってきているため、ソマトスタチンの機能解明によりガン細胞にソマトスタチン受容体が増える理由や、ガン細胞の制御につながる知見が得られる可能性があります。それにしても、たった１４アミノ酸のポリペプチドがガン細胞検知に役立ち、アルツハイマー治療のカギになるなど、やはり分子生物の世界は奥深いと感じます。

山形大の研究グループは脳腫瘍のひとつである膠芽腫のがん幹細胞（CSLCs）に注目し、FoxO3aという分子ががん細胞への分化と、腫瘍形成抑制へ関与していることを報告しました。研究グループはPI3K/AktのパスウェーとMEK/ERKのパスウェーの２つを阻害すると、膠芽腫CSLCsのがん細胞への分化が促進され、腫瘍形成抑制につながるという結果から、この２つのパスウェーがどのように関与しているのかを調べ、AktとERKによりリン酸化されるFoxO3aという分子を同定しました。FoxO3aはForkhead転写因子のひとつで、通常は核内に局在して標的遺伝子の発現を亢進し、リン酸化により転写活性を失います。研究グループは、膠芽腫CSLCsのAktとERKのパスウェーを阻害すると、FoxO3aのリン酸化阻害により転写活性が回復し、これにより膠芽腫CSLCsの分化が促進され、腫瘍形成抑制になると説明しており、AktとERKによるリン酸化部位のない変異体のFoxO3でも同様の結果が得られたことからも、膠芽腫CSLCsの分化にはFoxO3aがキーとなって働いていると結論づけています。

AktやERKは様々なたんぱく質をリン酸化するキナーゼであるため、これらをターゲットとすることは現実的ではありませんが、膠芽腫CSLCsの分化に特異的に働くFoxO3aが明らかとなったことから、FoxO3aをターゲットとした膠芽腫治療薬や、がん細胞とがん幹細胞を見分けるマーカーの開発など、さまざまな展開が期待されます。

Stem Cells誌へのリンク

動物細胞の培養ではコラーゲンやファイブロネクチンなどの細胞外マトリクス（ECM）を培養プレートへコーティングし、細胞が接着しやすくすることが必要な場合が多いのですが、動物組織由来のECMにはグロースファクター、あるいはウイルスなど含まれるために、実験モデル作製の障害となる場合がありました。さらに、ECMは細胞が増殖し、マイグレーションや伸展するために重要であるため、損傷部位へのECMの移植という治療法がとられていますが、上記と同様コンタミネーションの問題があるようです。

研究グループでは、天然のコラーゲンが自己の活性で３重ヘリックスを形成してナノファイバー化し、最終的にはハイドロゲル化する、という特性を合成のコラーゲンに付与するため、コラーゲンに特徴的なプロリン－ヒドロシキプロリン－グリシンの繰り返し配列をリシンとアスパラギン酸の水素結合により補完することで、コラーゲンが繊維化する活性を安定化しました。これにより、天然のコラーゲンと同じように３重ヘリックスを形成、ナノファイバー化し、数百ナノメートルの長さにすることに成功し、さらに水を含んでハイドロゲル化したということです。また、ハイドロゲル化した人工コラーゲンは天然のコラーゲンと同様にコラゲナーゼにより分解したことを確認しています。生体にコラーゲンを移植した場合、最終的には生体内のコラゲナーゼで分解され、新たに生合成されるコラーゲンに置き換わる必要があるため、コラゲナーゼによる分解が天然のものと同様であることは重要であると思われます。

合成コラーゲンについては多く研究されており、実用化されているものや特許が取得されているものもありますが、天然コラーゲンと同様の特性をもつ合成コラーゲンについての報告は今回が初めてのようです。移植など、医療現場での応用には安全性の問題をクリアにする必要がありますが、動物ではなく細胞をベースとした実験が増えてきている研究開発の分野においても利用の場面が多数あると考えられます。

研究グループはβアドレナリン作動薬の長期刺激によるDNA損傷が、ガンの抑制やDNAの保護に働くp53の減少によることを明らかにしました。これは、作動薬で活性化したGsによりリクルートされるβ-arrestin-1という分子が、p53の働きを抑制するMDM2の活性化を助けることにより、p53の分解を促進するためで、このことはβ-arrestin-1のノックアウトマウスにβアドレナリン作動薬を与える実験において、p53が保持されることを確認しています。慢性ストレスにより、β-arrestin-1がp53を分解する経路を活性化してしまうという分子メカニズムが明らかになったことで、DNA損傷により引き起こされる疾患の予防や治療に役立てられる可能性があります。ストレスをためるのは良くない、ということが分子生物学的に証明されたことになりますが、そうは言っても改善が難しい場合もありそうです。

p53についてはガン抑制の視点からの研究が進められており、最近では九州大のグループが核タンパク質のひとつであるPICT1という分子がp53の抑制に働いており、PICT1欠損細胞ではp53の活性化が見られ、またPICT1の発現の少ないガンの患者では予後が良かったことからPICT1の制御がガンの抑制に重要であると報告しており、p53を中心に関連の分子に注目が集まっているようです。

C.albicansはカンジダ症の原因菌。酵母の一種でこの菌による感染部位でのバイオフィルム生成が臨床現場では問題となっています。

このC.albicansですが99年にMTL遺伝子が発見され接合が起こる事が確認されています。さらに特徴的なのは、この酵母の接合が単純な二倍体の減数分裂を介した接合ではなく、W(white)/O(opaque)という形態変換に引き続いて起こる、複雑な接合システムからなっている事です。37℃以上（感染宿主の体温付近）ではW株が維持され、それ以下になると極々一部のホモMTL（a/aまたはα/α)細胞がO株に変換し、このO株細胞がW株細胞と接合が可能になります。

さて、バイオフィルムとMTLの関係ですが、W株はホモであってもヘテロであってもバイオフィルム形成能を持つことが判っています
このうちW株ホモのバイオフィルムは接合フェロモンの放出によって形成が誘導され、さらにO株との接合の場として機能するために接合フェロモンの濃度を維持する装置として働いていると考えられています。一方、W株ヘテロのバイオフィルムでは接合フェロモン合成は抑制されていることいることが明らかにされています。このことから以下の2つの仮説が提案されているようです。
① W株ヘテロ型細胞ではW株ホモ型細胞では、それぞれ違った目的でバイオフィルムを合成している。
② W株ヘテロ型細胞ではW株ホモ型細胞とは異なる代謝経路がバイオフィルムの合成を制御している。

①の仮説検証のため、それぞれのバイオフィルムの厚さ・外部ストレスに対する耐性などが比較されました。ここでは抗真菌薬のフルコナゾールと白血球に対する耐性が調べられました。その結果ヘテロ型ではやはり外部ストレスに対する耐性が強い事が確認され、W株ヘテロ型細胞が防御手段としてバイオフィルムを合成していることが示唆されました。一方のW株ホモ型は防御手段としてというより、やはり接合の場としてバイオフィルムを利用している事が同じく示唆されています。

②の仮説はヘテロ型細胞のバイオフィルムがRas1/cAMP系により制御されているのに対してホモ型がこれとは異なるフェロモン系により制御されているという確証が得られています。

細菌ではクオラムセンシング、接合、バイオフィルム合成の関連性が広く研究されていますが、同じようなメカニズムが真菌にもあるようですが、細胞の形態によって発動するバイオフィルムの合成パスウェイがそれぞれ異なるというのは遺伝子の進化のメカニズムとしてとても興味深いですね。これがC.albicansまたは真菌独自のシステムなのか、あるいはクオラムセンシングと強く結びついた、生物に広く維持されている汎用性の高いシステムなのか、今後明らかにされるかもしれません。

一般的に、ウイルスが感染した細胞では、ウイルスのコピーであるdouble-strand RNA (dsRNA)を産生するようになります。しかし、これは本来ヒトや動物の細胞では産生しないものなので、dsRNAに結合してそれ以上複製させないように働くタンパク質があるそうです。研究グループではこのタンパク質を応用できないかと考えたのですが、多くのウイルスではこのタンパク質の働きをも止めてしまうため、この方法は断念したようです。
次に考え出したのが、冒頭に名前のあったDRACOのシステムで、dsRNA結合タンパク質（PKRまたはRNase L）に、caspaseを活性化してアポトーシスを誘導するタンパク質（apoptotic protease activating factor 1 あるいはFLICE activated death domain）を融合させたものを用い、dsRNAにDRACOが結合することにより、もう一方のアポトーシス誘導タンパク質の働きで感染した細胞にアポトーシスを起こさせて、dsRNAの産生を止めるというものです。研究グループではヒトと動物の細胞でこのDRACOの効果を確認しており、さらにH1N1インフルエンザウイルスに感染させたマウスにDRACOを用いたところ、大幅に感染を食い止めることができたということです。DRACOに用いる配列の選択や加える濃度の設定、細胞内へ移行させるタグの安全性など、検討する点は多くありますが、他の動物でも効果が確認できればヒトの臨床試験へのステップアップを考えているということで、新しい抗ウイルス薬となるのか期待されます。

現在インフルエンザの治療薬としてはタミフル（ロシュ）、リレンザ（GSK）などのノイラミニダーゼ阻害薬が主流です。これらは、インフルエンザウイルス表面にあるヘマグルチニンと宿主細胞表面のシアル酸の結合を維持することで、細胞内で増殖したインフルエンザウイルスが細胞外に放出されるのを阻害します。しかし、ノイラミニダーゼを持たないC型のウイルスには効果がなく、また近年ではタミフル耐性を獲得したインフルエンザウイルスが報告されていることからも、異なる作用機序の薬剤が望まれており、DRACOのウイルスの種類に関係なくウイルスの増殖を抑えられるという特徴は開発していく上で強みになると考えられます。

プレスリリース
PLoS one誌へのリンク

創傷とは身体が障害され、皮膚、皮下組織、筋肉などの連続性が遮断された状態を指し、創傷がそのままでは感染症にかかりやすくなり、重症化すれば入院、さらには切除しなくてはならない場合もあり、早期の治療が重要です。しかし、３０日かかっても治癒しない慢性創傷という状態になる場合もあります。糖尿病や血管の障害が原因で生じた潰瘍や褥瘡がそれにあたり、血管の働きが悪くなっているために、治癒機能が低下して慢性創傷となっていると考えられています。

Cytomedixでは創傷の患者から採取した血液からPlatelet rich plasma (PRP)を単離してゲル状にしたものを、創傷部位にのせることで、ゲルに含まれるグロースファクター、サイトカイン、ケモカインなどの創傷治癒に必要な因子により、創傷の自然治癒を促進するというAutoloGelシステムを考案し、実際に慢性創傷患者へ用いたところ、96.5%の患者で症状の改善が見られたということです。このシステムでは患者由来のplasmaを用いることで免疫反応を避け、またPlatelet rich plasmaにより生体に近い濃度・種類の創傷治癒因子を創傷部位に用いることができるという特徴があります。

創傷の治療方法は、創傷の治癒過程の研究により、消毒薬で消毒してガーゼをまくといった方法から、消毒は最低限にして創傷部位を湿潤させて自己の修復機能を促進する湿潤療法へとシフトしており、同じように自己の修復機能を促進するAutoloGelシステムも治療法のひとつとして受け入れられていくのではないかと考えられます。

自己の成分を治療に用いる例としては自己血清の点眼があります。これはドライアイの患者で角膜に障害がみられる場合に、自己血清を点眼することで、血清に含まれるグロースファクターにより、障害を受けた角膜の再生を促進するというもので、角膜の障害を創傷とすれば、AutoloGelシステムと似たような状況で創傷の修復が起こっていると考えられます。

プレスリリース
Advances in Skin & Wound Care誌へのリンク

研究グループはこの赤外線感知に特化した神経細胞の遺伝的な背景に注目し、吸血コウモリとヒトや動物との関係を調べたところ、４３℃以上の熱やカプサイシンなどで刺激されるTRPV1(transient receptor potential cation channel subfamily V member 1)という受容体と似ていることがわかりました。研究グループではこの熱に反応する受容体がTRPV1のスプライシングによるもので、後根神経節ではなく、三叉神経節で多くがスプライシングされていることから、熱を知覚する検出器として働いていると示唆しており、この研究を進めることにより三叉神経痛のような神経疾患における鎮痛剤の開発につながると期待しています。

TRPV1の疼痛治療薬への応用としては、カルシウム脱感作の仕組みを使ったカプサイシンの塗り薬が検討されていました。TRPV1はカルシウムチャネルの一つでカプサイシンや熱の刺激により細胞内にカルシウムを取り込みますが、そのカルシウムが細胞内のカルモジュリンと結合してTRPV1を不活性化することで、刺激がそれ以上伝わらなくなるという現象を利用したものなのですが、カプサイシンの刺激による痛みが発生してしまうため、あまり実用性がなかったようです。そのほかにも、TRPV1の作動薬を利用した疼痛治療薬が複数開発中で、日本ではTRPV1の作動薬のひとつが大日本住友製薬からマルホに導出されています。さらに、アンタゴニストによる治療薬も複数開発中であり、多くの製薬会社がTRPV1をターゲットとした新薬開発に注目していることがわかります。

Nature誌へのリンク

重症化すると致死性の高い呼吸器疾患としてアスペルギルス属真菌の感染によるものが知られています（メルクマニュアル：アスペルギルス症）そこらじゅうどこにでもいるA.fumigatusによる日和見感染症で、やっかいな真菌感染症の一つです。

今回の研究ではこのA.fumigatusの感染モデルマウスの肺をまずは1H-NMRメタボロミクスを用いて解析しました。
驚くべきことに、解析の結果、感染肺組織からエタノールを検出。この発見を元に彼らは“侵襲性肺アスペルギルス症にはターゲット組織の低酸素状態が関与しているのでは”と仮説を立てました。（つまり低酸素状態の組織で、A.fumigatusがアルコール発酵による呼吸をしていると仮説立て）

低酸素検出試薬を使うと、実際にモデルマウス肺の感染部位には低酸素領域があることを確認。

さらにアルコール発酵能と病原性の関連を検証のため、ΔalcC、ΔpdcA破壊株を作製しアルコール非産生タイプのA.fumigatusによる感染モデルマウスと正常株感染モデルマウスを比較しました。すると、予想に反してどちらのタイプも生育速度に差はなかったものの、アルコール非産生タイプの個体では炎症反応が上昇していました。

結果、A.fumigatusの感染によって肺組織で低酸素部位が発生すること、それによりA.fumigatusの代謝が変化しアルコールを産生するらしいこと、さらにこの感染部位でのアルコール産生はどうやら病原性の発現にも関与していることがわかりましたが、アルコール産生と病原性の因果関係（相関ではなく）の解明にについてはいまいちわかりませんでした。

ちなみに、低酸素と炎症反応について、最近よく研究されはじめたようで、HIF-1という低酸素誘導性の転写因子が関与することが知られています。HIF-1は今後の抗癌剤ターゲットとしても有望視されているようで、今回の真菌感染の低酸素適応のメカニズムが明らかにされれば、恐らく有望な抗菌ターゲットも見出されるでしょうね。

PLoS Pathogens誌へのリンク