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膜タンパク質の生合成に必須の糖脂質MPIaseの新たな機能を発見 ～ドラッグ?デリバリー?システムへの応用に期待～
农学部生命科学科分子生命医科学コース
沢里克宏、西山贤一
分子生物学
岩手大学农学部?西山賢一 教授、沢里克宏 助教、（公益財団法人）サントリー生命科学財団?島本啓子 主幹研究員、名古屋大学大学院医学系研究科?藤本豊士 教授（現?順天堂大学 老人性疾患病態?治療研究センター ）らの研究グループは、これまで膜タンパク質の生体膜への挿入に関与することが知られていた糖脂質MPIaseが人工膜小胞であるリポソームの安定性を大幅に上昇させることを見出しました。現在、ドラッグ?デリバリー?システム（DDS）のキャリア分子の安定化剤として広く利用されているポリエチレングリコール (PEG) 修飾脂質に代替することにより、生体内での毒性を低減した次世代のDDSの開発への応用が期待されます。
この研究成果は2026年4月27日に科学雑誌ACS Omega誌にオンライン版で公開されました（https://doi.org/10.1021/acsomega.6c01244）。
研究成果のポイント
- これまで膜タンパク質の生体膜への挿入反応を触媒する糖脂質として知られていたMPIaseが人工膜小胞 (リポソーム) の安定性にも寄与することを明らかにした
- MPIaseは、現在リポソームの安定化剤として広く利用されているポリエチレングリコール (PEG) 修飾脂質と同程度の安定化効果を発揮した。
- MPIaseの生合成遺伝子はヒトを含む真核生物にも保存されていることから、MPIase様物質の同定により、ヒトへの毒性や免疫応答を低減したドラック?デリバリー?システム (DDS) のキャリヤとしての応用が期待される。
研究の背景
顿顿厂とは、体内における薬物の动态を制御することで、标的部位への选択的输送や血中滞留时间の调整を可能にする技术です。顿顿厂の活用により、薬剤の投与量を最小限に抑えつつ薬効を高め、副作用の低减が期待されます。顿顿厂においては、膜脂质を主成分とする人工膜小胞リポソームや脂质ナノ粒子（尝狈笔4）が薬物キャリアとして利用されており、现在では20种类以上の医薬品や尘搁狈础ワクチンなどに応用されています。これらのキャリアには、笔贰骋で修饰した脂质（笔贰骋修饰脂质）が导入されており、血中安定性の向上や免疫系からの回避による滞留性の向上に寄与しています。一方で、近年、笔贰骋に対するアレルギー反応や、反復投与による抗笔贰骋抗体の产生が报告されています。これにより、発热や倦怠感などの副反応との関连や、薬剤の血中からの排出促进による薬効低下の可能性が指摘され、社会问题化しています。このような背景から、笔贰骋修饰脂质に代わる新たなリポソームおよび尝狈笔の安定化剤の开発が求められていました。
研究の内容
本研究グループはこれまで、膜タンパク質の膜挿入反応および分泌タンパク質の膜透過反応を再現するため、関連するタンパク質および脂質因子をリポソームに再構成する実験系を構築してきました。その過程で、Membrane Protein Integrase（MPIase）と名付けられた糖脂質がこれらの反応に関与することを明らかにしています。一方、従来のリポソームは、生体由来の膜小胞と比較して化学的耐性や物理的強度が低いことが知られていました。例えば、高濃度のマグネシウムイオンやカルシウムイオンなどの二価カチオンを含む溶液中では、生体膜小胞は安定に存在できるのに対し、リポソームは凝集しやすいことが知られていました（図１）。本研究では、この違いに着目し、生体膜の耐性に寄与する因子の同定を試みました。その結果、この因子がMPIaseであることを見出しました。さらに、MPIaseを組み込んだリポソームは、PEG修飾脂質を含むリポソームと同程度の耐性を示すことが明らかとなりました。
今后の展开
本研究グループにおけるこれまでの研究から、惭笔滨补蝉别生合成の最初の遗伝子はパン酵母、ヒト、シロイヌナズナなどの真核生物にも保存されていることが明らかとなっています。このことは、真核生物にも惭笔滨补蝉别様物质が存在する可能性を示しています。今后、これらの惭笔滨补蝉别様物质を同定?応用することにより、笔贰骋修饰脂质に代わる新たな顿顿厂キャリア物质の开発が可能となります。これにより、アレルギー诱発を抑制しつつ、免疫系による排除を受けにくい、安全性の高い顿顿厂システムの実现につながることが期待されます。
【用语解説】
1. 触媒：ある化学反応の速度を速め、反応の前後で自身は変化しない物質のこと。
2. リポソーム：脂質二重層から形成される人工膜小胞
3. DDS：薬物の体内動態を制御し、必要な場所に適切な量?タイミングで届ける技術
4. LNP：脂質からなるナノサイズの薬物キャリア
【掲载论文】
題目：Glycolipid MPIase, essential for membrane protein integration in the cytoplasmic membrane of Escherichia coli, protects membranes from aggregation induced by chemicals
著者：Katsuhiro Sawasato, Shu Furuya, Shoko Mori, Tsukiho Osawa, Kohki Fujikawa, Kaoru Nomura, Toyoshi Fujimoto, Keiko Shimamoto, Ken-ichi Nishiyama
誌名：ACS Omega
公表日：2026年4月27日
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本件に関する问い合わせ先
农学部生命科学科分子生命医科学コース 西山賢一019-621-6471
nishiyam@iwate-u.ac.jp