２０２０年以前の統計しか見ていないが、我が国で大腸直腸ガン (CRC) は増加を続けて、おそらく現在では男性でも胃ガンの発生率を超えていると思う。一方欧米では発生率の低下が認められているようだ。また最近の傾向として、５０代以前の若年層のCRCは世界中で増加をしており、その原因についての探索が行われている。例えば欧米と我が国の違いにについては、脂肪分の多い欧米型の食事や肥満による影響とされ、我が国で増加している傾向は同じ枠組みで説明されてきた。しかし、若年層での増加が世界的に見られることから、これを単純に生活習慣の問題として片付けることはできない。

今日紹介するカリフォルニア大学サンディエゴ校を中心とする我が国の東大医科研や国立ガンセンターを含む国際チームからの論文は、８００近くの世界各国から集めたCRCの遺伝子配列解析から、ガンで起こった突然変異の特徴を解析し、突然変異を誘導する要因について調べた研究で、４月２３日 Nature にオンライン掲載された。タイトルは「Geographic and age variations in mutational processes in colorectal cancer（大腸直腸ガンの突然変異過程の地域と年齢による違い）」だ。

このブログでも何度も紹介しているように、ガンで見られる突然変異の起こり方の特徴から変異の起こる原因を特定することができる。これらはCatalogue of Somatic Mutations in Cancer (COSMIC) としてカタログ化しており、例えばSBS1は加齢とともに起こるタイプで、SBS4はタバコなどの化学発ガンで起こるタイプと分類され、ガンでこれらの特徴を調べることで、ガンの変異の原因をある程度推察することができる。

この研究ではまず１０００近いCRCを集めて全ゲノム解析で変異のタイプを調べている。ただ大腸ガンの場合、遺伝子修復機構に変異が起こるタイプが存在して変異の特徴に大きく影響するので、注意深く修復の低下しているCRCを除いた８００例について、地域差、年齢差などを調べている。

この研究では、なんと我が国が、集団の年齢差を調整したCRCの年齢調整罹患率で今や世界トップになってしまっていることが述べられており、まず驚いた。

この研究では若年層と高齢層のCRCに分けて比べている。もちろん老化とともに起こってくるような変異は若年層のガンでは低い傾向にあるが、世界中で見られる若年層の増加傾向の原因を明確に示すようなはっきりした変化は認められていない。

次に地域での差を調べると、コロンビアやアルゼンチンで地域特異的な変異が特定された。この地域特異的な変化の原因は特定できていないが、南米で特に目立っていることから、強い環境要因の関与が考えられる。とはいえ、この環境要因を単純な化学化合物の暴露と決めつけることはできない。というのも、腸内細菌叢の違いも地域差の原因になり得るからだ。

その最も顕著な例として、この研究では大腸菌の分泌するコリバクチンにより起こると考えられているSBS88と呼ばれる一塩基変異とID18と呼ばれる挿入/欠損タイプに注目している。このタイプは、若年層でのガンで特に目立つ。驚くのは、このタイプが我が国で多い点で、大腸ガンより直腸ガンでそれが目立っている。即ち、我が国のCRC増加はコリバクチンへの暴露と相関している可能性がある。

ところがCRCの患者さんでコリバクチンを作る大腸菌が見つかるわけではない。従って、コリバクチンの暴露は発生期から幼児期にかけて一過性に起こっている可能性がある。特にID18タイプは早期におこるAPC変異の特徴のかなりの部分を占めていることから、成長期に一時的にコリバクチン産生バクテリアに晒されたことが、発ガンを促進している可能性が明らかになった。

以上が結果で、細菌叢に紛れ込んだ発ガン物質産生のバクテリアがCRC発ガンにとってかなり重要な役割を演じていることがわかる。とすると、極めてユニークな変異のパターンが目立つコロンビアやアルゼンチンなどのCRC発症に関しても、特定の細菌が原因になっている可能性がある。

いずれにせよ我が国でコリバクチンによる変異型が多いことにおどろいたが、もしこれが我が国でのCRC増加の重要な一因だとすると、いつ暴露されたかも含めて詳しく調べると面白いはずだ。うまくいけば子宮頸がんのように幼児期にCRCを予防することも可能かもしれない。

KRAS阻害剤の開発が進むことで、少しは膵臓ガンの治療にも光が差してきた気がする。ただ、薬剤抵抗性の出現など一つの標的だけでは根治は難しい。従って、免疫治療を組み合わせるか、あるいは他の標的に対する薬剤を使う併用治療の開発も進められている。そのうちの一つが、このブログでも紹介したオートファジー阻害剤による治療だが、現在のところ切り札にはなり得ていない。

今日紹介するミシガン大学からの論文は、PIKfyve1分子が膵臓ガンの新しい治療標的としてかなり有望であることを明らかにした研究で、４月２３日Natureにオンライン掲載された。タイトルは「Targeting PIKfyve-driven lipid metabolism in pancreatic cancer（PIKfyveによる脂肪代謝は膵臓ガンの新しい標的になる）」だ。

すでに述べたが膵臓ガンの新しい標的としてオートファジーを含むリソゾーム活性が注目され、いくつかは治験にまで進んでいる。この研究も細胞内でリソゾームの活性に必要なphosphatidylinositol 3,5-bisphosphate (PtdIns (3,5) P2)やphosphatidylinositol 5-phosphate (PtdIns5P) を合成するPIKfyve1を標的にすると膵臓ガンの増殖を抑えられるのではと仮説を立て研究を進めている。

まず正常膵臓上皮と比べて膵臓ガンではPIKfyve1が強く発現していることを確認した上で、膵臓上皮でPIKfyve1をノックアウト、その後ガン遺伝子を導入して膵臓ガンの発生を見ている。すると期待通り、PIKfyve1がノックアウトされていると膵臓ガンの発生を強く抑えることができる。

PIKfyve1阻害剤はすでに治験で安全性が確認された薬剤が２種類あるので、この薬剤を予防的に投与すると、ノックアウトマウスと同じで膵臓ガンの発生を抑えることができる。

以上PIKfyve1が何らかの形で膵臓ガンの発生に関与していることは間違いない。元々リソゾームでのオートファジーなどの活性を変化させることを念頭にこの分子を選んでいることから、他のリソゾームやオートファジー阻害剤と比較すると、他の薬剤より効果が高く、オートファジー以外の過程もPIKfyve1により起こっていると考えられる。

そこで阻害剤による遺伝子変化などを調べ、最終的にPIKfyve1阻害により脂肪代謝が高まることが明らかになった。すなわちPIKfyve1阻害によりリソゾームの調節異常が起こり、リソゾームからリサイクルされた様々な脂質の供給が止まった結果、これを補うためにに脂肪酸合成経路が上昇して必要なスフィンゴ脂肪酸やコレステロールが作られることがわかった。

この代償的脂肪代謝に関わる経路を探ると、膵臓ガンのドライバーとして働くKRAS-MAPK経路により誘導されたMYCが脂肪代謝に関わる遺伝子セットを誘導していることが明らかになった。即ち、PIKfyve1で誘導された脂質代謝の問題を、KRAS-MAPK経路で補っていることになる。だとすると、PIKfyve1阻害と同時にKRAS阻害を組み合わせると膵臓ガンの増殖をさらに強く抑制できるはずで、人の膵臓ガンを移植したマウスモデルで治療実験を行うと、両方を併用したときに最も強い抑制効果が得られる。さらに、マウスにガン遺伝子を導入して誘導される膵臓ガンでも、両方併用で強い効果が認められた。

以上が結果で、、これまでのオートファジー阻害の枠組みを拡大して、脂肪代謝のバランスという意外な膵臓ガンのアキレス腱を狙ったなかなか面白い標的で、すでに第１相の終わった薬剤が使用できることを考えると、結構期待できそうだ。

プリオンタンパク質は、一旦、神経変性につながる異常型に転換すると、正常タンパク質を異常型に変え、治療法のない狂牛病などの神経疾患を誘導する。しかも、異常型のプリオンタンパク質を食べることで異なる個体に伝搬する。このように、病気の原因としてのプリオンタンパク質はよく知られているが、正常型の機能については一般にはほとんど知られていない。ノックアウトマウスが作成され、ほとんど異常が見られないとされたこともあるが、現在ではプリオンタンパク質の様々な機能が明らかになっている。さらに、神経系だけでなく、腎臓など他の組織での発現と機能についても報告されており、欠損すると蛋白尿や薬剤による腎障害の重症化が起こることが知られている。

　今日紹介する中国杭州にある南方医科大学からの論文は、正常型プリオンタンパク質が慢性腎疾患で腎臓の繊維化を促進する働きがあることを示した研究で、４月１６日 Science Translational Medicine に掲載された。タイトルは「Condensation of cellular prion protein promotes renal fibrosis through the TBK1-IRF3 signaling axis（細胞内でのプリオンタンパク質の相分離はTBK-IRF3シグナルを介して腎臓の繊維化を促す）」だ。

これまでプリオンタンパク質 (PrP) は腎臓を保護する分子として知られていたが、このグループは様々な腎障害のバイオプシー標本を調べ、PrPが腎臓の尿細管上皮で上昇していることを発見する。さらに、PrP発現レベルは腎臓の機能を示す eGFRと逆相関している。また、この上昇が腎臓の繊維化誘導因子として知られるTGFβによって誘導されていることを発見する。

PrPの上昇が腎臓の繊維化に寄与しているかどうかを調べる目的で、尿細管上皮特異的にPrPをノックアウトすると、尿管を閉塞させた時に起こる腎臓の繊維化を軽減することができる。すなわち、PrPの発現は腎臓の繊維化の一因になっていることを示している。

そこで、尿細管特異的にPrPを過剰発現させPrPにより誘導されるシグナルを探ると、TBK1-IRF3を中心とするインターフェロン反応性経路が特定され、この刺激により上皮から線維芽細胞刺激分子 (CXC5) などが分泌され、繊維化が促進することを明らかにする。さらにこの経路の活性化はPrPが細胞内で相分離を起こすことで誘導されることを様々な実験から確認している。

最後に、TBK1経路を阻害する化合物を用いて、腎臓の繊維化を一定程度抑えることができることを示し、この分子経路が慢性腎障害の標的になると結論している。

結果は以上で、正常型のプリオンも病気を悪化させる分子として働くのかという意外性が売りの論文だった。ただ治療標的になるかどうかは使われている腎障害モデルが限られているのでわからない。一つ気になるのは、腎臓の尿細管でも異常型のプリオンが発生しているのかだ。一つでも異常型タンパク質が発生すると正常型を異常型に転換させるが、他の細胞に伝搬させる仕組みがないので、気づかれないのかもしれない。

細胞は常に壊されており、そこから様々な分子が末梢血に供給されるため、末梢血から壊れた細胞の一種の考古学を行うことができる。これを利用したのがリキッドバイオプシーと言われる血中に流れるDNA断片からガンをはじめとする病気の診断や経過観察を行う方法だ。もちろんRNAも末梢血に流れているが、DNAよりさらに分解される可能性が高く、エクソゾームのような細胞膜に守られたRNA以外は検出できても病気の診断に利用することなど難しいと考えられてきた。

今日紹介するスタンフォード大学からの論文は、意味があるかどうかは問わず、ともかく末梢血に流れるRNAの遺伝子配列から景色を見てみようとした研究で、４月１６日 Nature にオンライン掲載された。タイトルは「An ultrasensitive method for detection of cell-free RNA（末梢血のRNAを超高感度で検出する方法）」だ。

まずともかくRNAを末梢血から精製して量や由来を調べている。だいたい血清１ccには細胞２０個分のRNAが含まれており、凍結保存しても最初の１ヶ月は分解されていくがそれを超えると安定に維持されることを確認して、RNA生成のための様々なステップを至適化している。

こうして精製したRNAの遺伝子配列をそのまま調べると、圧倒的多数が血小板由来のRNAで、まずこれを除くことが必要になる。強い遠心分離、さらには配列からデータから除去する方法などを組み合わせると、他の組織からのRNAが見え始める。

ただこれだけでは血小板を始め血液細胞血管細胞からのRNAが圧倒的多数を占めるため、DNA考古学でも用いられる特定のRNAの配列をベースに純化する方法を用いることで、例えば肺や肺ガン組織などからのRNAがようやく見えるようになる。こうして見える特異的RNAをコントロールとして使うハウスキーピング遺伝子RNAと比較した指標を作り、特異的RNAを測る方法を確立している。

これが実用可能かどうかについて、肺ガンの診断を行っている。一個の細胞から２本のDNAが湧出されるDNAと異なり、RNAはより多くの分子数が湧出されるためか、ここまで徹底した方法を用いた場合はRNAを使う方が感度が高い結果だ。しかし、実際の臨床でここまで丁寧に特異的RNAを精製してくるのは簡単ではないと思うし、またDNAの場合もキャプチャー法を用いることで感度を上げられるので、この結果はそのまま鵜呑みにできない。

しかし、RNAでないとわからないこともある。例えばガンが形質転換をしたような場合で、実際に非小細胞性未分化ガンが小細胞性未分化ガンへと変化したのを捕まえることができている。同じように、抗ガン剤抵抗性は必ずしもゲノムレベルの変異だけで起こるものではなく、例えばEGFRの代わりに他のチロシンキナーゼの発現が高まるケースも捕まえることができる。

さらに、同じ変異を持っているガンでも原発はどこにあるのかも当然診断することができる。

以上が結果で、確かにRNAでないとわからないことがあるのはよくわかるし、これを可能にする努力は大きき評価できる。しかし、現在の様々な方法を組み合わせた臨床にどのぐらい大きな助けになるのかについては疑問を感じる。

ただ論文の中で一つ感心したのは、コロナワクチンを注射した人からワクチンRNA断片を１週間ぐらいは検出できるという点で、100マイクログラム皮下注だとすると、感度はたいしたものだと思う。

表題に記載したPROTACという言葉はほとんどの人になじみはないと思う。これは Proteolysis targeting chimera の略で、タンパク質の機能を抑える通常の薬剤と異なり、標的タンパク質に結合してそこに様々なユビキチンリガーゼをリクルートし、標的タンパク質を壊してしまう薬剤のことを指す。おそらくサリドマイドが骨髄腫発症に関わる転写因子分解に用いられたのが最初だと思うが、現在では新しい創薬モダリティーとして開発が進められている。ただ、通常の化合物と異なり、最低２種類の分子と結合するためサイズが大きい。

このようにサイズは大きいのだが、経口投与可能で細胞内で転写因子を標的にできるということから、細胞膜を拡散で通過できると（少なくとも私は）考えてきた。これに疑いを持ち、実際には細胞表面のCD36に結合してエンドサイトーシスで細胞内に取り込まれることを示したのが、今日紹介するアーカンサス医科学大学を中心とする研究グループの論文で、４月１７日 Cell にオンライン掲載された。タイトルは「CD36-mediated endocytosis of proteolysis-targeting chimeras（CD36を介するエンドサイトーシスがタンパク分解を標的にするキメラ分子の取り込みを媒介する）」だ。

この研究では500Daを超える大きな化合物が簡単に膜を拡散で通過できるはずはないと疑うところから始めている。そこで、VHLをリクルートしてBRD4を分解するPROTACにビオチンを結合させ、細胞内でこの分子と反応するタンパク質を調べている。もちろんVHLやBRD4のような標的の結合が検出されるが、それ以外に細胞膜に存在するCD36やそのエンドサイトーシスに関わるいくつかの分子が特定された。すなわち、PROTACがCD36と結合してエンドサイトーシスで細胞内に取り込まれる可能性が示された。

そこで、CD36やエンドサイトーシスに関わる分子をノックダウンする実験を行い、PROTAC特異的に細胞の取り込みと効果にこの過程が必須であることを示している。また、蛍光化合物を結合させた実験でも、これを確認している。

さらに、様々なPROTACや大型の化合物についても検討を行い、500Daを超える多くの化合物がCD36を介して細胞内に取り込まれることを示している。

この経路が多くのPROTACの取り込みに関わる経路だとすると、最初からCD36への結合性も考慮した分子設計により薬剤の効果を高めることが可能になる。この点を検討するために、PROTAC活性はあっても細胞内に取り込まれにくい化合物に様々な化学修飾を行い、その結果CD36との親和性を高める修飾が薬剤の取り込みだけでなく、効果を高めることができることを明らかにしている。

そして最後の仕上げとして乳ガン細胞株を移植した実験系で、CD36への親和性を変化させたPROTACによる治療実験を行い、同じ標的で、同じユビキチンリガーゼをリクルートするPROTACでもCD36の親和性が高まるほど治療効果が格段に上昇することを示している。

結果は以上で、これまで薬剤効果検証時に想定されていない過程が明らかになることで、薬剤の設計や効果の予測などが今後可能になると言える。著者らはこの例としてアンドロジェン受容体を標的にするPROTACが患者さんによって効果が大きく変化するのは、前立腺ガンのCD36発言程度に関わる可能性を示唆している。このようにより高いレベルのプレシジョンメディシンが可能になるだけでなく、エンドゾームや小胞体を標的にしたPROTACの開発など、結構面白い世界が広がると思う。

この研究が行われた大学は米国の小さな大学で、著者は名前から見ても中国系とインド系がほとんどで、一人だけスペイン系の名前だが、今後このような活動が米国で維持できるのか心配になるほど、面白い研究だと思う。

気になった臨床研究を３報紹介する。最初の２報はこれまでほとんど疑うことがなかった概念に対するチャレンジで、残りは最近進んでいる新しい糖尿病薬のアルツハイマー病（AD）予防効果に関する論文になる。

まず最初は、オランダ Radboud大学を中心とするグループから３月３０日 Nature Medicine にオンライン掲載された論文で、慢性心不全の患者さんは水分制限をすべきかどうかについての観察研究だ。

慢性心不全患者さんの場合、循環血液量が高まると心臓に負担になると単純に考えて水分摂取を制限する。特に利尿剤を処方する場合は薬剤の効果が減じるとされている。ただ、水分制限が腎機能の悪化を招く可能性もあり、本当に水分摂取制限が必要か最近疑問が提出され始めている。

この研究では障害度をそろえた５００人の慢性心不全の患者さんをリクルートし、片方は従来通り水摂取を1500ml以下に制限、もう片方は自由に摂取させて３ヶ月後のKCCQ-OSSと呼ばれる生活の質評価を行っている。

結果は、両者に差はなく３ヶ月という短い期間ではあるが、慢性心不全の場合はわざわざ水摂取制限をする必要はないという結論になった。ただ、より高度な心不全の場合は全く別であることは申し添えておく。

次は高齢者の心臓血管障害での死亡率に日々の活動状況はあまり影響ないという論文で、フィンランド ユヴァスキュラ大学のグループが Medicine & Science in Sports and Exercise の４月号に掲載されている。

黄色でマークしたように、この研究はフィンランドで続いている双生児のコホートを使って、遺伝的に一致した条件で、様々な生活環境が様々な死因と関係するかを調べている。１７年以上に及ぶ経過をフォローするうち、１１９５人の参加者が死亡し、そのうち３８９人の死亡が心臓血管障害による死亡と診断されている。これらの中から、同じ双生児ペアでも、運動など毎日の活動性に差がある人を比べてみると（コホート参加後の調査で、若いときの活動生は含まれない）、高齢になったあとでの身体的活動性はあまり死亡率に影響がなく、遺伝的な要因と、若いときの身体状況でほとんどが決まるという結果だ。高齢になっても適度な運動を私も推薦しているので、気になる結果だ。ただこれはあくまでも死亡率で、筋肉維持や生活の質向上にはやはり適度な運動は重要だと今も思って実践している。

最後は JAMA Neurology に４月７日オンライン発表されたフロリダ大学からの論文で、GLP-1受容体アゴニストやSGLT2阻害剤など、最近糖尿病薬として利用されるようになった薬剤がアルツハイマー病(AD) を予防するという最近の結果を再確認するために行われた研究だ。

この研究では OneFlorida+DataTrust に登録されている１７００万人の中から５０歳以上の２型糖尿病で治療を受けている人たち５１９６０人を投与薬剤で分別したあと８年間追跡、ADを発症したかどうかを調べている。

結果はこれまでの研究と同じで、GLP-1受容体アゴニスト、SGLIT2阻害剤ともに服用者は、他の薬剤（例えばメトフォルミンなど）の服用者と比べると、ADになるリスクが３−４割低下する。

ただ、さらに服用年齢を６５歳以上に絞ってみると、効果は低下し、逆転する場合もある。高齢者の場合ADリスクは痩せていると高まることが知られているので、体重を低下させるこのような治療は高齢者では慎重に行うべしというこれまでの結果を支持している。

いずれにせよ、これらの薬剤がなぜADリスクを減じるのか、正確なメカニズムオ解明が待たれる。

昨日に続いて、クローン性増殖から骨髄性白血病までの経路に関する論文を紹介する。今日紹介するオックスフォード大学からの論文は急性骨髄性白血病の分化を誘導して治療する方法の開発だが、昨日紹介したDNMT3a 変異によるクローン性増殖と繋がっている。タイトルは「Perturbing LSD1 and WNT rewires transcription to synergistically induce AML differentiation（LSD1とWnt経路の操作により急性骨髄性白血病の転写をプログラムし直して分化を誘導できる）」で、４月１６日 Nature にオンライン掲載された。

白血病は分化能が抑えられた未熟細胞の増殖を特徴とするので、分化を誘導して治療することが試みられた。古くは京都大学ウイルス研教授だった市川先生がその後 CSF-1と呼ばれる分化因子を特定した１９６７年から始まる。そして最も成功したのがPML-RARα 転座を持つAPLの All trans retinoic acid 治療で、PMLの分解を促進する arsenic trioxide と組み合わせて白血病の治癒を可能にしている。

未熟幹細胞ブラストの増殖が特徴の急性骨髄性白血病 (AML) でも分化誘導治療は試みられてきた。若い人の場合骨髄移植が選ばれるが、高齢者になるとこれは難しいので、分化誘導治療は魅力的だ。現在行われているDNAメチル化阻害剤とBcl2阻害剤の組み合わせもこの中に入るのかもしれない。

この研究ではDNAメチル化阻害ではなく、ヒストンメチル化に関わるLSD1の阻害剤を軸に分化療法の開発を目指した。これまでの研究でもLSD1阻害剤がAMLの分化を誘導することが知られているが、これがAMLを抑えるまでには至っていない。そこで、LSD1阻害剤存在下で、さらにAMLの分化を誘導し増殖を抑える分子を探索し、最終的にWntシグナルに関わるβカテニンの安定化を促進するGSK阻害剤が強い活性を持つことを発見する。

さらに、AML白血病細胞を移植する実験系でLSD1阻害剤とGSK阻害剤を組み合わせると、白血病の増殖を抑え、マウスの生存を延長すること、そして投与により細胞が分化してCd11マクロファージマーカーを発現することを確認する。

次にメカニズムについて Atac-seq を用いたクロマチンレベルの解析を含む遺伝子発現解析を行い、LSD1阻害で発現してきた IRF7が安定化したβカテニンと強調して様々な遺伝子調節に介入することが、細胞の分化誘導に繋がることを発見する。

中でも、インターフェロンシグナルに関わるSTAT1の転写を誘導することが発見旧聞か誘導の大きな要因であることを特定している。ただ、他の分子の転写調節の変化もこの効果を後押ししていると考えられる。

最後に、患者さんから単離したAMLに対する効果を調べている。面白いことに、昨日紹介したDNMT3aの変異を持つ患者さん（調べたAMLのほぼ半数）ではこの治療法は効果を示すが、変異がないが場合はほとんど効かないことがわかった。また、この研究で特定されたインターフェロン、Wntシグナルがこの治療で最も影響を受けることも確認している。

以上が結果で、現在の治療に加えて新しい分化治療法の開発は、高齢者に見られるAML治療に最も大きな進歩だと思う。さらに、その効果がDNMT3a 変異AMLで最も強く見られることは、クローン性増殖とAMLをつなぐ大きなヒントになると期待している。

私の様な高齢者は、血液に限らず幹細胞システムでは、蓄積した変異やエピジェネティックな変化の結果ガンではないが正常細胞より増殖速度が高まったクローン性増殖が必ず存在する。この程度が高いと、自然炎症の原因になったりするので、寿命と密接に関係する。もちろん、そのようなクローンの中からガンが発生することもあり、血液型では骨髄異形成症候群や急性骨髄性白血病がその代表になる。４月１６日にオンライン掲載された論文の中に、これに関する面白い論文が３報発表された。そこで今日から２回に分けてこれらの論文を紹介する。

最初に紹介するのはトロントのマーガレット王女ガンセンターからの論文で、DNMT3aの変異によるクローン性増殖をメトフォルミンで抑えられるという論文だ。タイトルは「Metformin reduces the competitive advantage of Dnmt3a R878H HSPCs（メトフォルミンはDNMT3aR878H変異の増殖優位性を低下させる）」だ。同じ時にケンブリッジ大学の幹細胞研究所からほぼ同じ内容の論文が報告されているが、今回はカナダの論文を選んだ。

これまでの研究でヒトではDNMT3aのR882変異（マウスではR878変異）がクローン性増殖に繋がるメカニズムを調べるため、マウスに同じ変異を導入して、まずこの変異でクローン性増殖が誘導されることを確かめたあと、増殖優位性に関わるメカニズムを探索している。

DNMT3aは新しくDNAをメチル化するときに使われるため、細胞により標的が異なると考えられる。そこで、変異を持つ血液幹細胞の転写を調べるとミトコンドリアの酸化的リン酸化に関わる遺伝子が軒並み上昇しており、これによるミトコンドリアの活性上昇がクローン性増殖の駆動力になっていることを突き止める。

これを確かめるため、変異型DNMT3aを持つ幹細胞のミトコンドリアの電子輸送系分子をノックダウンすると、増殖優位性が低下する。ならばと、ミトコンドリアの酸化的リン酸化を抑える作用があり、糖尿病の治療に広く使われるメトフォルミンを投与すると、マウス体内でのクローン性増殖力が低下して正常に戻る。

従って、DNMT3aの変異によるDNAメチル化の低下によりミトコンドリアの活性が上昇してクローン性増殖がおこっており、これを抑えると正常化するというシナリオが成立する。しかし、実際にはこれだけではなく、メトフォルミンはDNAメチル化に必要なアデノシルメチオニンなどの合成を高める作用があり、その結果呼吸系だけでなく、DNMT3aが標的とするDNAメチル化やさらにはヒストンH3K27メチル化を上昇させることで、エピジェネティックな変化も誘導できることを明らかにしている。すなわち、単純にミトコンドリア活性だけでなく、メチル化に必要な代謝物を増やすことで、DNMT3aの変異によっておこる異常を訂正していることを明らかにしている。

最後に、人間の血液幹細胞に同じ変異を導入して、メトフォルミンの効果が見られることも確認して、この話が決してマウスだけの話ではないことを示している。

ケンブリッジ大学からの論文では、メトフォルミンを服用しているUKバイオバンクの参加者ではDNMT3aのR882変異の頻度が強く抑えられていることが示されており、メトフォルミンがクローン性増殖を抑えていることは明らかなようだ。

この結果からすぐに高齢者にメトフォルミンを予防投与するという話にはならないと思うが、メチル化に必要な代謝物の葉酸を服用することなどは今後検討される気がする。さらに、骨髄異形成症候群や白血病にまで発展した場合に効果があるかどうかも調べてほしいと思う。

通常は我が国からの論文はよほどでないと紹介しないと決めており、ましてやあちこちで報道が行われている論文はそれを読んでいただければいい。ただ、今日取り上げる京都大学 iPS研究所高橋淳さんたちが４月１６日に Nature に発表した iPS細胞由来の神経細胞を用いてパーキンソン病を治療した治験論文は個人的思い出が多いので、裏話も交えて紹介することにした。タイトルは「Phase I/II trial of iPS-cell-derived dopaminergic cells for Parkinson’s disease（ iPS由来ドーパミン産生細胞によるパーキンソン病治療法の I / II 相治験）」だ。

１９９８年設立にこぎ着けた京大の再生医学研究所構想に関わって以来、日本の再生医学の振興に関わってきた。ミレニアムプロジェクトでは神戸のCDBを設立するとともに、自己由来胚性幹細胞を樹立して様々な変性性疾患の治療を促進するプロジェクトのオーガナイザーを務めた。その中で、山中さんが iPS細胞樹立に成功したことで、最初期待した成果の半分は達成してしまった。そして、日本がES細胞から iPS細胞へと大きく舵を切ったとき、文科省ライフサイエンス課長だった石井康彦さんから、患者さんの期待が大きいため、iPS細胞の臨床応用を最速で実現するための助成を計画できないか打診された。そして、iPS細胞だけでなく、実現が近い幹細胞治療を加え、最初から実現のための期限を設定する代わりに、実現に伴う様々な雑務をサポートして負担を減らすことを盛り込んだ「再生医療実現化ハイウェイ」が２０１１年からスタートした（当時石井さんたちが作成した資料）。

私自身は２０１３年で公職を退くと宣言していたので、最初から次のプログラムディレクター (PD) 代行を置くという条件でPDを引き受け、プロジェクト選出、立ち上げに関わった。このとき多くの応募があったが、臨床への道筋がはっきりしているという一点で選考がなされ、iPS細胞を用いるプロジェクトとして、高橋政代、西田幸二、福田恵一、そして高橋淳さんの４プロジェクトが選ばれた。これらのプロジェクトがなぜハイウェイに選ばれたのかについて合同シンポジウムで説明しており、JSTチャンネルでご覧いただけるが（https://www.youtube.com/watch?v=LZE15khJ-Y0）、このシンポジウムでは患者さんの立場に立って見たとき、なぜこれらのプロジェクトが選ばれたのかを述べている。

裏話をすると、応募課題を見たとき研究パワーの大きなグループからの応募が多く、比較的小さなグループで研究を進めていた高橋先生のプロジェクトは審査員が選ばないのではとの印象を持っていた。しかし審査に入ると、明確に治療への道筋が示されており、さらにサルを使った安全性試験をしっかり計画していることから、見事に選ばれた。このとき他の疾患のプロジェクトの採択を期待していた患者さんの団体から、なぜ採択しなかったのか説明を求められ、申し訳ないが選考は覆らないと返事したのを覚えている。

このプロジェクトが始まってすぐ、山中さんがノーベル賞を受賞し、いいタイミングでプロジェクトがスタートできたと確信し、２０１３年現役を退くとともに高橋良輔さんにPDを代わっていただき、外野として進展を見守ってきた。その間、このプロジェクトは様々な批判を受けたと思うが、基本的には思った以上のスピードで iPS細胞を用いる治療を実現してきている。高橋政代さんを皮切りに、治療を始めた時期はハイウェイで期待した時期に重なる。さらに、最近京都大学から iPS細胞由来β細胞を移植した治験が報告されているが、これは期待以上の伸展で、ここまで進んだのかと感慨が深い。

さて長い思い出話になったが、高橋さんたちの研究はほとんど当初応募された時の計画通りに行われている。特に、培養でiPS細胞から誘導してきたドーパミン産生細胞の前段階の細胞を、コリンという標識を用いてセルソーターで精製する点に大きな特徴がある。細胞移植の場合、できるだけ複雑な過程をスキップしたいと思うのが普通なのだが、これにより安全性と生着率が高まることから一貫してソーティングを組み込んでいる。

ただ将来的に、複雑な過程を持ち込むのはやはりコストや複雑性などの問題を抱えるので、広く治療に用いるためにはスキップすることになるかもしれない。事実、同じ Nature に発表された米国のES細胞を用いた治験では、ソーティングを用いず同じ程度の効果が見られているので、今後の検討項目になるだろう。

当初と一つ異なるのが、治験を進めるため、他家iPS細胞を用いた細胞製剤が移植されている点で、最初の申請では自家iPS細胞を使う予定だったように覚えている。これは高橋さん自身が、他家と自家をサルで比べる実験を行っており、自家の方が生着率が良いことを示していたからだと思う。パーキンソン病の場合、自家由来細胞も異常を持つ可能性は払拭できないことから、MHCを合わせた組み合わせのほうがいいと思うが、今回 I / II 相を終えて、大規模な治験は住友ファーマに移ると思うので、是非histocompatible な細胞移植と比べる治験も進めてほしい。

高橋さんも論文の中で引用しているが、おなじ Nature に報告された Tabar らの治験だけでなく、パーキンソン病の細胞移植治験が走っている。おそらくかなり近い将来、細胞移植が治療として普通に行われる様になるのだと思う。

当時の井村総長の命を受けて、１９９８年京都大学の再生医学研究所設立に関わって以来３０年を経ないで、再生医療のシンボルの一つだったパーキンソン病の iPS細胞治療が実現したことを喜んでいる。

我々が学生の頃、人体解剖学での骨学の占める割合は結構大きく、特に頭蓋などでは突起や神経の通る孔を覚えた記憶がある。おそらく現代では調べればわかることをただ覚えさせるという教育はしなくなったと思うが、法医学や考古学で顔の復元が行われているのを見ると、骨学は新たな進展を見せていることを実感する。

今日紹介するテキサス大学オースティン校からの論文は、骨盤について新しい骨学のあり方を示す面白い論文で、４月１１日 Science に掲載された。タイトルは「The genetic architecture of and evolutionary constraints on the human pelvic form（人間の骨盤形状を決める遺伝的構造と進化的制限）」だ。

この研究の問いは「二足歩行を始めた人類は、骨盤が狭くなることでおこる出産への悪影響をどう解決しているのか?」で、１９６０年に Washburn によって提起され、現在も議論されている問題だ。これを正確に調べるためには、骨盤の形状を身長や体重を補正しながら正確に測定する必要がある。この研究では、UKバイオバンクで骨盤部のX線写真が撮影された４万人あまりの人の様々な部位のサイズを学習させたAIモデルを作成し、これをベースに多くの人で比較可能な指標を算出できるようしている。

その上で、それぞれの部位の計測値と相関する遺伝的多型を探索する。まさに、新しい骨学で、同じモデルは医学や人類学だけでなく、考古学でも利用できると思う。驚くことに、骨盤の様々な計測と相関を示す遺伝子多型の数はなんと１８０に登る。これらは５１の遺伝子と重なり、そのうち２２個は骨格異常に繋がる変異が知られている。すなわち、骨盤の形状は様々な遺伝子の作用が集まった結果として形成され、それぞれの遺伝子の多型により骨盤の形状は変化する。

さらに、骨盤の形状は妊娠と出産に関わるが、骨盤の指標の中で女性で特に相関が見られるいくつかの指標があり（例えば恥骨下の角度）、これらは妊娠維持や出産異常との相関がある。UKバイオバンクでは様々な身体や病気についての記録がとられているが、これと骨盤の形状を相関させると、例えば産道が狭い人は腰痛のリスクが高いが、股関節炎のリスクは低い。ところが膝関節炎はリスクが高いので、炎症ではなく骨盤の形状による歩行モードの変化によると考えられる。事実産道が狭い人では日常の歩くペースが速い。

面白いのは、一度骨盤形状、ゲノムの相関がとれると、ゲノムしかデータのない人たちの骨盤に関わる形質を推定することができる点で、ゲノムから形状、そして様々な機能をつなげることができている。

最後に肝心の問題、すなわち出産と骨盤形状との関係を調べている。ただ、出産時の異常を特定するのは簡単でないため、出産時に緊急に帝王切開へと移った出産を集めて、骨盤形状との相関を調べている。緊急帝王切開の場合は全て背景に分娩異常が存在する。当然のことながら、産道の広さと分娩困難の相関は高い。

このように、分娩困難を伴うリスクを冒して、運動のための骨盤の形状を人間は獲得した。この問題を人間は他の類人猿より未熟で生まれることで解決したという考えについても、最後に議論している。最近の研究では人間が未熟で生まれるという考えは間違っているようだ。ただ、人間の場合骨盤のサイズに合わせて頭のサイズが小さくなっており、これが二足歩行と妊娠、分娩の問題を両立させるのだろうと結論している。

骨学も廃れるかと思っていたが、どっこい新しい方向に発展している。