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ノーベル医学生理学賞に輝いた「細胞の低酸素応答」の解明は、がん治療などの追い風になる

10/8(火) 12:12配信

WIRED.jp

わたしたち人間は呼吸するたびに、食物をエネルギーに変換するうえで必要な酸素を細胞に供給している。その際の代謝率を調節するために、細胞は利用可能な酸素の量を検知しているはずだ──。これは科学者には以前から知られていることだった。

【画像】「低酸素応答」のメカニズムを解明した3人

こうして細胞は効率よく安全に“燃料”を燃やし、損傷した箇所に新しい組織を構築したり、肝細胞や神経細胞としての日々の雑用をこなしたり、37℃の適温を保ったりする。だが20世紀の終わり近くになるまで、その背後にある仕組みは謎だった。

その仕組みを解き明かした3人の科学者に、2019年のノーベル医学・生理学賞が授与されることが決まった。酸素レヴェル低下時の細胞のふるまいを制御する分子スイッチを発見したことで選ばれたのは、ウイリアム・ケーリン、ピーター・ラトクリフ、グレッグ・セメンザである。

細胞が利用可能な酸素の量の変化を検知して順応するメカニズムが明らかになったことで、生命活動の極めて基本的なプロセスの背後にある構造が明らかになった。それだけでなく、貧血症やがんなど多くの疾病に対処できる可能性のある有望な新薬の開発にも道が開かれたのだ。

すでに医薬品にも応用

1990年代から2000年代を通して3人は、低酸素誘導因子(HIF)と呼ばれる酸素に敏感なタンパク質の作用の解明に、それぞれ取り組んでいた。こうしたなかで解き明かしたのが、細胞内においてタンパク質を分解する酵素複合体「プロテアソーム」が、高酸素状態においてはHIFを分解するメカニズムだった。

プロテアソームは高酸素状態においては、HIFを分解する作用をもつ。一方で酸素レヴェルが低下すると、今度はHIFを増やしてホルモンの産生を促進し、赤血球や血管をつくるよう促す。こうした一連のメカニズムを3人は明らかにした。

「このような基礎的な発見は、人体にあらゆる要素に影響を及ぼします」と、ノーベル委員会の委員であるランドール・ジョンソンは語る。「とても広範囲に適用できる発見であるといえます」

彼らが解き明かした分子の反応経路に“細工”する薬剤は、体内の赤血球の活動を促進して貧血を治療する薬として、すでに中国で承認されている。ほかにも同じ発見に基づき、ある種のがんの治療薬として開発中のものがある。腫瘍は酸素レヴェルが低いことがあるので、一部のがんは成長するために必要な血管を引きつけようと、HIFのシステムを無効にするように発達している。

ケーリンはボストンのダナ・ファーバーがん研究所で、がん生物学者として1991年から研究を続けている。2002年にハーヴァード大学医学大学院の教授に就任した。1998年からハワード・ヒューズ医学研究所の研究員でもある。

ラトクリフは、90年にオックスフォード大学で低酸素症に特化した研究室を設立し、96年には教授に就任。また、ロンドンのフランシス・クリック研究所で臨床研究を指揮している。セメンザは90年からジョンズ・ホプキンズ大学で教鞭を執っており、2003年から同大学の細胞工学研究所で血管生物学の研究プログラムを指揮している。

賞金は900万スウェーデンクローナ(約9,800万円)で、3人の受賞者に等分されることになる。

MEGAN MOLTENI

最終更新:10/8(火) 12:12
WIRED.jp

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