我が国の科学政策に関わる研究者や官僚なら読んだ人がいると思うが、今年４月２７日に米国科学アカデミーの年次総会で会長のRalf J Cieroneが行ったスピーチは、私達が当たり前のこととして軽く口にしていた「科学研究の再現性」の問題について、科学界の危機としてとらえた優れた演説だった。特にこの中で、彼が紹介していた２つのプロジェクトが興味を引いた。２０１３年のエコノミストの記事の中で重要なガン研究論文の実験をアムジェンやBayerなどの製薬会社が再現しようとした時、５３論文のうち６編の結果しか再現が取れなかったということが指摘された。この再現性の危機問題に対し、科学界がReproducibility project: Cancer Biology, とReproducibility project Psychology、すなわちガン研究と心理学研究の再現性を確かめる研究を組織し、多くの研究者の参加を得て、再現性の検証を大規模にはじめたという画期的活動だ。いつ結果が発表されるかと待っていたところ、心理学分野の再現実験の結果が８月２８日号のScienceに掲載された。１３６人、１２５施設が参加した研究でタイトルは「Estimating the reproducibility of psychological science（心理学の再現性を評価する）」だ。この研究では２０１１年から、心理学のトップジャーナル３誌の中に掲載された論文をなるべく先見を排して検討し、最終的に１００論文については計画通り再現実験を行い、論文の結果と比べている。基本的には論文の結論を得るための実験のバラツキや分散など、統計的指標を比べているのだが、詳細はいいだろう。これだけ大規模に、しかも実験自体が大変な心理学実験の再現性を科学的に評価すること自体に、危機意識がしっかりと共有され、自分の時間をそれに費してもいいという研究者の連帯と熱意が感じられる。しかも、この研究に対して私的な財団が助成している点にも頭がさがる。結果はこれまで指摘されている通り、論文の結論を支持する結果がえられる率は全体で３６％、特に社会心理学の実験になると２３−２９％と、再現できる可能性の方が低いという結果だ。特に論文に掲載されたオリジナルな結果ではデータのバラツキが少なく有意性が高い一方、再現実験ではバラツキや分散が大きく広がることが特徴として示されている。もちろん由々しき結果だが、では再現性がないからこれらの論文は間違っているのかと問いかけている。そして、短絡的な思考を排して、科学自体の本質をしっかり理解し直し、論文掲載という科学研究にとって中核になる客観性の獲得過程を位置付けなおしていけばいいと結論している。この深い内容を短い文章で紹介することは難しく、現在捏造の構造について分析するため準備中のブログで順次紹介する予定だ。しかし、小保方事件を含む様々な捏造問題に対して、我が国の学術会議や学会も多くの声明を出したが、Cierone演説と比べて読み返してみると、捏造問題を構造と捉えず、事件とだけ捉え、倫理と研究機関のコンプライアンスだけに頼って、調査や検証だけを要求する薄っぺらい意見でしかなかったように思える。声明を出すという科学者自身の見識が問われる重要な行為が、分析も思想性もない意見表明では困る。大阪大学の蛋白研の篠原さんが分子生物学会として出した声明では、確かに問題を構造問題として捉えるという視点が表明されているが、学術会議を始め日本の学会がその後、構造問題として取り組んでいるようには到底思えない。それと比べると、Cieroneの演説や今日紹介したScience論文は、アメリカの科学界が大人として成熟していることを示している。論文数やノーベル賞の数だけで一国の科学の成熟度は測れない。やはり我が国の科学界は子供の国でしかないのか問い直す時がきた。次に発表されるガン研究の再現実験の結果を心待ちにしている。

進化の過程で体の体制が変わるためには、様々な新しい構造が生まれることが必要だ。もちろんその背景には、先行するゲノムの配列や構造の変化がなければならない。例えばこのホームページでも、魚のヒレが足に変わっていく過程についてのポリプテルス（http://aasj.jp/news/watch/2107）を用いた研究を紹介した。ヒレから四肢への進化からわかるのは、全く新しい構造にもその元となる構造や細胞集団が存在し、発生過程で関わる分子の多くも共通なことだ。このような起源構造の発生過程を新しい構造の発生過程と比べ、その背景にあるゲノム変化を調べる順序で進化発生学の研究は進められる。さて、脊椎動物にもっとも近い動物はホヤなどが属する脊索動物だ。ゲノムについて言うと、脊索動物から脊椎動物で２回の全ゲノムレベルの重複が起こっている。一方、構造レベルでは、例えば閉鎖血管系が進化なども挙げられるが、ほとんどの進化発生学者が興味を持っているのは神経管から発生する神経堤細胞と、感覚器官の原基になるプラコードの発生だ。今日紹介する米国・フランス・日本の研究所が共同で発表した論文は脊索動物にも脊椎動物と分化過程が類似したプラコードに相同する構造が存在することを丹念に示した研究で８月２７日号のNatureに掲載されている。タイトルは「The pre-vertebrate origins of neurogenic placodes（脊椎動物以前の神経原性プラコード）」だ。元々我が国は脊索動物の研究をリードしており、脊索動物にプラコードが存在する可能性については京大の佐藤さんたちも論文を発表していた。基本的にこの論文は、これまでの研究の延長と言えるが、最終的にプラコードの細胞に由来する神経細胞の運命を最後まで追跡したという点でNatureに掲載されることになったと思う。後は極めてオーソドックスな発生学の研究なので詳細は全部省くが、脊索動物にもプラコード相同の構造が発生し、発現遺伝子や、誘導に必要なシグナルも共通することをまず示している。その上で、このプラコードを形成する前駆細胞が、性ホルモンを分泌し、化学物質を感知する両方の性質を持った繊毛を持つ神経細胞へと分化することを新しく発見した。脊椎動物では、プラコードから分化する神経細胞は、ホルモン分泌性の脳下垂体神経と、匂いを感知する嗅細胞へと分かれていることから、今回新しく脊索動物で定義されたホルモン分泌・感覚細胞は、機能が分化する以前の起源細胞に当たると結論している。すなわち、元々一つの細胞に統一されていたホルモン分泌と感覚機能が脊椎動物では機能が分離した回路へと進化することで、より複雑な機能を獲得したのではないかと考察している。わかりやすい面白い論文だが、この結果をゲノム変化と対応させるというもっとも重要な研究が残っている。論文を見ると、鍵になる遺伝子や、その調節領域がわかっていると思うので、この研究を手掛かりに、大きな挑戦に挑んで欲しいと思う。ホヤゲノムでも日本はリーダーシップを発揮してきた。この蓄積を味わいつくせる若手はもっとも幸運な世代といえるだろう。頑張って欲しい。

5アザシチジンという化合物はDNAのメチル化阻害剤として古くから実験に使われてきた薬剤だ。最近この薬剤が骨髄異形成症候群や骨髄性白血病をはじめとして、様々なガンの増殖抑制に効果があることがわかり、実際の臨床に使われ始めている。私も現役時代、長崎大学医学部の宮崎さんたちと共同で、この薬剤の投与を受けた骨髄異形成患者さんの白血病細胞のDNAのメチル化状態を調べたことがある。というのも、メチル化阻害という非特異的薬剤がなぜガンを選択的に叩くのか、そのメカニズムは極めて興味深いからだ。ただ研究を進める間、ガンに関わる遺伝子DNAが脱メチル化されることで効果が生まれるという点は疑わなかった。今日紹介するトロント大学からの論文はこの思い込みを見事に覆す研究で８月２７日号のCellに掲載された。タイトルは「DNA-demethylating agents target colorectal cancer cells by inducing viral mimicry by endogenous transcripts （DNA脱メチル化剤は内因性の転写を誘導してウイルスを真似ることで直腸ガンを叩く）」だ。このグループは研究の途中で5アザシチジンがガンに関わる遺伝子の脱メチル化とは無関係にガン増殖を抑制するのではないかと着想したようだ。特に、一度だけ低い濃度でがん細胞を処理することで、長く続くガン抑制効果がゆっくりと現れる効果の出方と、薬剤効果の分子機構から予想される効果のパターンとが異なっていることに注目した。そこで、１回5アザシチジンで処理しただけで変化が４０日以上続く遺伝子を探索した結果、これらの遺伝子がウイルス感染時に誘導されるインターフェロンに反応して誘導される遺伝子であることに気づいた。しかし、インターフェロン自体は分泌されていないので、5アザシチジン自体がウイルス感染により誘導されるインターフェロンと同じ効果を持つことが示唆された。この5アザシチジンがウイルス感染を真似るメカニズムについて様々な実験を重ね、次に述べる結論を導いている。5アザシチジンを処理すると、ゲノム内に存在する内在性レトロウイルスなど繰り返し配列のRNAポリメラーゼIIIによる転写が起こり、結果２重鎖RNAの細胞内濃度が上昇する。これをウイルス感染と間違って防御機構が活動化され、ミトコンドリア膜状のMAVSの重合、IRF7の活性化の結果、様々なインターフェロン反応性分子が誘導され、細胞の増殖を止めるというシナリオだ。実際、MAVS分子の発現を抑制すると、IRF7の活性化も、それによる遺伝子誘導も消失し、ガン増殖は抑制されない。さらに都合のいいことに、この効果は増殖するがん細胞を供給する元の細胞にもっとも顕著に現れる。なぜ内在性遺伝子のPolIIIによる転写が誘導されるのかなど、不明な点も多いが、この結果は、今後のガン治療に重要な様々な示唆を与えている。まず、もしガン抑制が５アザシチジンの脱メチル化作用と直接関わらないなら、現在のように長期に投与するのでなく、一回だけ投与して経過を見るという治療プロトコルも可能なはずだ。おそらく副作用は、はるかに少ないだろうから、試す価値はある。また、最終結果がインターフェロン反応性の分子によるガン増殖の抑制なら、5アザシチジンではなく、このシグナル経路をブロックする薬剤で治療することも可能だ。以前ガン幹細胞をインターフェロンで叩く可能性を示した論文があったと記憶しているが、この結果と一致する。このように詳細まで完全に明瞭とは言い難いが、思い込みを戒める重要な貢献だと感心した。

私事になるが、私は３１歳のとき当時西ドイツケルン大学に留学した。当時、臨床教室に所属し学位もなかった私だが、アレクサンダーフンボルト財団には、２年間、本当に痒いところに手が届くような支援をしてもらった。今こうして気楽に暮らせているのも、フンボルト財団のおかげだと思い、日本フンボルト協会の理事としてお手伝いをさせてもらっている。この協会のホームページは会員同士の交流だけでなく、新しくドイツに留学したいという若い学生さんに様々な情報を発信し、留学説明会を年一度開催している。東京医科歯科大学教授の鍔田さんの骨折りに完全に依存しているサイトだが、是非一度訪れて欲し（https://avh-jp.com/）。 　ということで宣伝の後は、印象に残った（科学的な意味ではない）ドイツからの論文３編を紹介する。 　　最初は８月２７日Scientific Reportsオンライン版に掲載された論文で動物園のシロクマに起こった脳炎の原因について特定できたという話だ。タイトルは「Anti-NMDA receptor encephalitis in the polar bear (ursus maritimeus) Knut（シロクマのクヌートに見られた抗NMDA型受容体脳炎）」。このクヌートというのはベルリン動物園で生まれ、飼育係の献身的な努力により成長することができたシロクマの愛称で、この生い立ちから世界中の人気となった。２０１１年急に癲癇様の痙攣を起こして溺死するが、その原因を徹底的に確かめたのがこの研究だ。結果だが、１）脳炎が起こっていた、２）脳脊髄液中にNMDA型グルタミン酸受容体に対する抗体が存在した、３）この抗体はクヌートの脳組織に結合した、などから、ヒトでも見られるNMDA型グルタミン酸受容体に対する抗体による痙攣とともに、抗体により誘導される脳炎が死の原因だと結論している。さらに、他の動物の原因不明の痙攣による死亡例でも同じ原因を疑うことの重要性を強調している。有名なクマだけに、ここまで調べることができたのだろう。ただ、それを一般紙に掲載できるところまで徹底して行っているのに頭がさがる。この研究はベルリンの神経研究所と動物園と野生動物研究所の共同研究だが、動物園と野生動物研究所という公的機関があることにも驚く。 　次は米国アカデミー紀要オンライン版に掲載されたマインツ大学やドイツの様々な博物館からの論文で新石器時代初期に見られる大量虐殺の証拠についての研究で、タイトルは「The massacre mass grave of Schoeneck-Kilianstedten reveals new insight into collective violence in early Neolithic central Europe (Schoeneck-Kilianstedtenで発見された大量虐殺被害者が埋められた墓地は新石器時代初期の中央ヨーロッパの共同体による暴力について新しい示唆を与える)」だ。この研究ではドイツ新石器時代初期の発掘現場の一つSchoeneck-Kilianstedtenで発見された２６体の虐殺死体の分析が行われ、線状の陶器で特徴付けられる中央ヨーロッパの新石器時代文化では、戦いで一つの共同体全体を虐殺することが珍しくないことを示す論文だ。子供も大人も全てがまず逃げられないように下肢を折られ、さらに多くの死体に拷問跡があるという記述は、人間の持つ残虐性を思い知らされる。我が国の新石器時代はどうだったのか気になるところだ。 　　最後は８月号のドイツの医学誌Deutches Aerzteblatt Internationalに掲載されたベルリン工科大学からの論文でタイトルは「Deaths following cholecystectomy and herniotomy（胆嚢切除術及びヘルニア切開術後の死亡）」だ。この研究では、ドイツ全土で行われ登録されている、胆嚢切除術１５万例とヘルニア切開術２０万例のうち術後死亡した例を詳しく分析した研究だ。難しい手術の場合、手術がリスクを伴なうことはよくわかるが、数多くの手術が行われる一般的手術では死にたくないと誰しも思うはずだ。ここで取り上げられた手術は、急性の腹部疾患に対して行われる緊急手術の典型例で、実際ドイツ全土の統計で見ると胆嚢切除術で退院せず死亡する例は０．４％、ヘルニア切除では0.13%で、医師から見るとほとんど問題がないと言える。しかし一般人の感情から言えば、２５０人に一人が亡くというのはまだまだ心配で、死亡率を減らす努力を進めて欲しいと思うだろう。この研究では死亡例を詳しく分析し、死亡例のほとんどが６５歳以上で、心不全、呼吸器疾患、肝疾患、低栄養などが基礎疾患にあることを明らかにし、健康な人はまず心配がないことを示すとともに、基礎疾患がある場合いくら緊急手術でもまだまだ死亡率を減らせることを強調している。このような登録と統計は我が国でもどの程度行われているのだろうか。医師が患者さんの立場に立って考えると言う点でも重要な仕事だと思う。 　以上、最近読んだ気になる論文を紹介した。医学研究としてもちろんドイツを代表しているものではないが、しかしなんとなくドイツ全体の雰囲気は代表しているように感じた。

８月２５日、ALS患者さんとの連帯のために行われた氷バケツ運動で集まった寄付により助成された研究成果についてワシントンポストが紹介した記事について、少し期待しすぎではないかと正直な評価を書いた。患者さんたちの期待に「氷水」を浴びせたのではと心配するが、研究成果を正しく伝えることは難しい。この時、TDP−４３というスプライシング分子が細胞質から核に移行できないというほとんどのALSで見られる異常を「原因か結果かわからない」と述べたが、この異常が原因ではなく結果である可能性を示唆する論文が、事もあろうに同じジョンホプキンス大学から８月２７日号のNatureに発表された。著者の重なりがないのでおそらく違うグループだろうが、ジョンホプキンスのALS研究のレベルは高いようだ。ただ、読んでみたところこの論文の方がずっと治療への糸口が見えてくると思ったので紹介する。タイトルは「The C9orf72 repeat expansion disrupts nucleocytoplasmic transport（C9orf72の反復配列の拡大が核・細胞質輸送を阻害する）」だ。C9orf72は脳に広く発現する分子だが、この遺伝子内に存在するGGGGCCという塩基配列の単位が反復する反復配列の数が大幅に増加する変異はALSの原因になることがわかっており、家族性のALS患者さんの４割を占めている。この変異がALSを起こすメカニズムについては２説あり、一つは異常C9orf72タンパク自体が細胞毒性があるという説で、もう一つがこの反復配列の数が増加した異常RNAは核内にとどまって細胞毒を発揮するという説だ。この研究では後者の可能性が調べられ、１）核膜孔を通した核・細胞質の輸送に関わるRanGAP分子がこの反復配列を持つRNAと結合することで機能阻害を起こすこと、２）RanGAPの発現を上昇させると反復配列の毒性を抑制できることを、ショウジョウバエの眼の発生過程を用いた系と、ヒトiPSから誘導した神経細胞で明らかにしている。この結果をもとに幾つかの実験を重ねて、異常反復配列を持ったRNAはRanGAPと結合し機能を阻害する。その結果、細胞質のRanの核内への移行を始めとする広範な核膜孔を介する輸送異常をおこり、その結果としてTDP−４３の核内への輸送も抑制されることを示している。最後にこの病態を改善する方法の可能性についても調べ、C9orf72に対するsiRNAの導入や、TMPyP4という化合物がRanGAPと異常RNAの結合を阻害すること、また核から細胞質への輸送に関与するエクスポーチン１の機能を阻害することでも症状が改善することを示している。もちろん、この結果をそのまま治療法開発の可能性として捉えるわけにはいかない。この結果が現実的治療法開発につながるかが分かるには時間がかかるだろう。ただ、この研究は家族性のALSについての研究だが、他の原因により核と細胞質の輸送が阻害されることが多くのALSの背景にある可能性も示唆している。特にTDP−４３の核内輸送の異常がほとんどの患者さんに見られることはこの可能性を強く示唆している。今後重要な研究対象になるだろう。今週紹介した２編の論文は、研究は競争しながら行われても、それぞれが連関してコンセンサスへと進むことを示している。論文を紹介するときは、その背景をしっかり踏まえて報道することが重要だが、そんな力を日本のメディアがつける日はいつ来るのだろうか。

今年Natureの新しい姉妹誌Disease Primerが発刊された。一般の方と医師や研究者をつなぐという明確な目的が伺える優れた企画で、だいたい月３回、様々な疾患についての専門家の総説と、医師が患者さんに説明するときに役に立つチャートがセットになって掲載されていく。早速購読を開始したので、今後面白い総説があればそこからも紹介したいと考えている。他にも、Natureの出版社は専門家向けの多くの総説誌を出版しており、特定の分野の全体像をつかむのには都合が良い。病気について言えば、どの程度理解が進んでいるのか、確実な治療はあるのかなど、大づかみにできる。今日はNature Review Immunologyに掲載された多発性硬化症の病態についてのオックスフォード大学からの総説を紹介してみよう。タイトルは「Immunopathology of multiple scleraosis（多発性硬化症の免疫病理学）」だ。さて読み始めてすぐ分かるのは、この病気の病態について現象的に理解できても、本質が理解できていないことだ。このような対象についての総説が陥りやすい、羅列的で焦点がよくわかっていないことに気づく。結論的にいうと、私の知識の深化と頭の整理にはそれほど役立たなかったということだ。もちろんこれは専門家としての印象だ。もし最近の総説についてもっと知りたいと手を挙げていただければ、ニコニコ動画などで一緒に論文を読みたいと思っている。いずれにせよこれで今日の文章を終わるわけには行かないので、私が学びなおせたと思えることを羅列しておこう。１）世界全体を合わせた患者数は２５０万を超す。民族差はあまり見られない。２）２５年経過した患者さんの半数が車椅子を必要とすることからわかるように、運動障害が中心だが、様々な神経症状がみられる。２）免疫反応の集積が中心の病理だが、神経変性が並行して進むため、症状に現れる寛解と再発と、神経変性過程は乖離している。３）多型解析などのゲノム解析から、遺伝的背景の寄与は３割程度で、免疫反応抑制や炎症性サイトカインの発現に関わっている。４）すでに１００種類の遺伝子多型が知られており、TNFR1の多型は多発性硬化症の発病を促進するが、他の変性性疾患との重なりはほとんどない。４）環境要因としてはウイルス、特にサイトメガロウイルス、EBウイルスとの関連が知られており、EBウイルス抗体と多発性硬化症は相関する。５）神経変性が始まると免疫反応とは相関なしに病気が進む可能性があり、ニューロンとグリア細胞との関係をより詳しく知る必要がある、などだ。あとはおきまりの炎症を起こすエフェクターT細胞と抑制性T細胞の動態についての長々とした解説が書かれている。読んで一つだけ理解したのは、この病気のモデルとして使われる実験アレルギー性脳せき髄炎が必ずしも創薬のためのモデルにならないことで、動物モデルで効果が見られたIL2,IL23のシグナルを抑制する抗体薬の治験が失敗に終わったらしい。今後、免疫だけでなく、細胞の脳内への浸潤を抑制したり、神経やグリア変性を標的にする薬剤が必要なことがわかる。はっきり言ってそれほど役に立たない総説だったが、病気自体が複雑なため仕方ないと思う。特に、人間についての研究がどうしても遅れてしまうため、モデルとの差にフラストレーションを感じる。この問題を乗り越えるため、今遺伝子の多型と病気との相関を統計的ではなく、遺伝子発現の問題として捉える研究が始まっている。最新号のCellに掲載されたスタンフォード大学からの「Genetic control of chromatin states in human involves local and distal chromosomal interaction (クロマチンの状態の遺伝的調節には近位､遠位の染色体相互作用が関わっている)」はそんな例だ。２１世紀に入ってすぐ、多くの病気について、病気発症の遺伝的リスクを調べることが行われ、病気と相関する遺伝子多型が続々リストされた。現在個人ゲノム検査として提供されているのはこの時の成果だ。しかし実際にはこのリスクはただ統計学的相関に過ぎず、なぜ相関があるのかメカニズムはよくわからないことが多い。この間を埋めるべく、遺伝子多型と、染色体の構造変化、エピジェネティックな変化の間の相関を全ゲノムレベルで求めた膨大な研究を行ったのがこの論文で、よくここまでやると頭がさがる。このような研究のほとんどは、まず末梢血を用いて行われるため、このような研究から自己免疫病理解の新しい道が開けるのではと期待している。その意味で、わからないということを整理する総説は本当は重要だ。これからも折を見て紹介する。

現在月２回ペースでJT生命誌研究館のホームページに「進化研究を覗く」と題して、進化研究について考えたり論文を紹介したりする文章を書いている。昨年このサイトに「真核生物の進化」（http://www.brh.co.jp/communication/shinka/2014/post_000008.html）と「水平遺伝子伝搬」（http://www.brh.co.jp/communication/shinka/2014/post_000009.html）というタイトルで、種間（主に原核生物と真核生物の間）で行われる遺伝子の伝搬についての研究を紹介した。そのなかでミトコンドリアや葉緑体の内部共生説を唱えたリン・マーギュリスさんたちの論文が掲載されるまでに５年以上かかった苦労話や、逆に今では産総研の深津さんたちのアズキマメゾウムシに寄生するボルバッキア遺伝子の水平伝達についての研究に見られるように、水平伝達を一つの手段として進化を考えるようになっていることを紹介した。ただ水平伝達についての研究は、個別のエピソードで止まっていることが多く、本当に種の分化と維持に関わるのかはっきりしているわけではない。今日紹介するデュッセルドルフ大学からの研究は、原核生物、アルケア、真核生物のゲノムを横断的に比べて水平伝達とその維持について調べた研究で今日発行になったNatureに掲載された。タイトルは「Endosymbiotic origin and differential loss of eukaryotic gene （内部共生に由来する真核生物の遺伝子とその種特異的喪失）」だ。このグループは、水平伝達の論文が当たり前になった現状に疑いを持ったのだろう。個別のイベントとして水平伝達があるにしても、それが進化を支える重要な要素として存在するかどうかはわからない。もしそうなら、原核生物から人間まで全ての生物の持つ遺伝子を比べることで、起源を同じにする遺伝子が多くの種に維持されているのが見つかるはずだと考え、５５種類の真核生物、１８４７種の原核生物、１３４種類のアルケアに存在するタンパクのアミノ酸配列を比べ、その相同性から起源や系統関係を調べている。要するに、森を見ないで木だけを見ている研究が見落としたことを、森全体を見ることで明らかにしようという作戦だ。結果は明瞭で、1)水平伝達が明確で、進化の過程で維持し続けられていることが明らかな遺伝子は全て、シアノバクテリアに由来する葉緑体と、アルケアに由来するミトコンドリアが取り込まれた一度だけのエピソードに由来していること,2)この時取り込んだ遺伝子の多くは、オルガネラからゲノムに導入されたが、種ごとに異なる遺伝子を失ってきていること,そして、３）確かにその後も水平遺伝子伝達が起こったものの、ほとんど維持されている痕跡がないこと、を示している。これらの結果から、水平伝達で遺伝子を取り込む種が進化上の優位性を獲得することはなく、ほとんどが滅びてしまっていること。したがって、現在起こっているような水平伝達のほとんどは、進化を推し進める要素にはならないと結論している。なかなか示唆に富む面白い仕事だが、この研究では全く実験は行われていない。大勢に流されず、独自の疑問を持ち、利用可能になっている膨大なゲノムデータを新しい観点から眺め直し、重要な結論を導き出すという、頭のいい研究の典型と言えるだろう。すなわち、若手研究者だけでなく、全く分野外の一般人にも、新しい考えを検証するチャンスが常に転がっている時代がここにあるということだ。集合知の時代が始まった。

エピジェネティック機構の阻害を介する抗がん剤として期待が高まっている薬剤に、BETブロモドメインとヒストンのアセチル化リジンとの結合阻害剤がある。この薬剤が標的にしている分子はBRD3やBRD4だが、これら分子はブロモドメインでアセチル化ヒストンに結合すると同時に、他の部位で様々な分子と相互作用することで、直接・間接に転写を調節する分子だ。多くの会社で薬剤が開発され、白血病をはじめとして様々なガンに対して治験段階にある。この治験から副作用などが明らかになると思われるが、今日紹介するBRD4の脳細胞での機能を調べた研究は、この副作用を予想するためのキーポイントを示してくれるという意味で重要な研究だと思う。ロックフェラー大学のエピジェネティック研究の大御所David Allisの研究室からの論文でNature Neuroscienceに掲載された。タイトルは「BET protein Brd4 activates transcription in neurons and BET inhibitor Jq1 blocks memory in mice (BETタンパクの一つBrd4は神経細胞の転写を活性化し、その阻害剤はマウスの記憶を抑制する)」だ。大御所の研究室からの論文にふさわしい極めて包括的な研究で、Brd４の神経細胞での機能を転写から行動解析まで、多くの技術を動員して解析している。データは膨大で詳細を全て省いて結論だけを紹介する。まずこれまで神経細胞でのBrd４の機能は全く明らかにされていなかった。この研究によって、Brd4は神経刺激によりカゼインキナーゼによるリン酸化を介して活性化され、神経刺激後すぐ誘導される様々な転写因子の誘導に関わっている。この機能を、阻害剤Jq１で抑制すると、広範な遺伝子領域で転写が抑制され、その中にはグルタミン酸受容体などの神経伝達に関わる受容体も含まれる。その結果として、短期的な神経刺激を強固にして長期記憶にする過程が障害されることを突き止めている。一方で、Jq１投与により様々な神経活動調節分子の転写が低下することに注目して、てんかん発作を誘発する刺激に対する抵抗性を調べると、マウスの発作を著名に抑制できることも示している。これらの結果から、抗がん剤としてブロモドメイン分子の阻害剤を使うときの副作用として、記憶障害が起こる可能性が高いことを警告している。そして、できれば脳血管関門を通らないような薬剤の開発を目指すべきであると具体的なアドバイスをしている。実際、眠くならない抗ヒスタミン剤はこうして開発されており、重要な示唆と言える。一方、脳内へ移行できる阻害剤は、てんかん発作を抑制するのに利用できることも示唆している。これまでの抗てんかん薬は直接神経伝達に作用している場合が多いが、新しいメカニズムの薬としてブロモドメイン阻害剤はちがう効果を持ちうることから、臨床研究を行ってもいいのではと示唆している。さすが大御所と思わせる論文のまとめ方だ。いずれにせよ、現在進行中の治験から多くのデータがあがってくるはずだ。また、治験に携わる人たちも、大御所の警告を頭に置いて患者さんを注意深く調べて欲しい。

ちょうど1年前、ALS患者さんへの連帯を訴え、寄付を集める目的で氷の入ったバケツの水をかぶる映像がユーチューブやフェースブックを駆け巡った。なんと２億２千万ドル以上の寄付が集まったそうだが、素晴らしい着想の運動だと思う。こうして集められた寄付金はすでに様々な研究室に配られたようだが、助成を受けたグループの一つ、ジョンホプキンス大学から最近Scienceに掲載された論文が氷バケツ運動の成果を示す例として、ワシントンポストに取り上げられた。AASJでの活動を一緒に行っている藤本さんから、ワシントンポストの記事が送られてきて、この論文を紹介して欲しいとリクエストがあったので、急遽取り上げることにした。論文のタイトルは「TDP-43 repression of nonconserved cryptic exons is compromised in ALS-FTD(ALSと前頭側頭型認知症ではTDP-43の隠れたエクソンを抑制する機能が障害されている)」だ。私もよく知らなかったが、TDP-43分子の折りたたみがうまくいかず、細胞質で重合沈殿する状態がALSや前頭側頭認知症に特徴的な分子病変として最近注目されてきたようだ。実にALSの９７％にこの病理が見つかり、TDP-43タンパク症と名付けられている。これまでの研究でTDP-43が転写されたばかりのRNAを切り張りするスプライシングに関わることがわかっていたが、この研究ではTDP-43をノックアウトしたES細胞で発現しているRNA配列を調べ、この分子がないとどんなスプライシング異常が起こるのか調べている。その結果、様々なRNAに余分な配列が挿入されていることが分かった。その原因を調べると、スプライシング機構が正しいエクソンだけ選んで、エクソンとまぎらわしい配列を持つ領域を選ばないよう抑えるのがTDP-43の役割であることを突き止めた。すなわち、TDP-43の機能が失われると異常なスプライシングが増え、結果正常なタンパクができないため、細胞が死ぬことがわかった。そこで、同じような機能を持つ遺伝子を人工的に作成し、それをノックアウト細胞に導入すると、細胞死を防げることから、スプライシング異常が細胞死の原因であることを証明している。最後に、亡くなったALS患者さんの脳組織で発現しているRNAを調べ、患者さんでも同じスプライシング異常が起こっていることを確かめている。これらの結果から、ALS患者さんではなんらかのきっかけでTDP-43タンパクの折りたたみがうまくいかず、細胞質に沈殿する。これまでタンパクの沈殿自体が細胞死の原因としてきたが、TDP-43場合沈殿すると核内への移行が起こらずスプライシング異常が起こって、細胞の死因になっているという結論だ。ではこの研究でどれだけ喜べばいいのかだが、私はあまり喜べないと思う。この分子の機能を特定し、核内移行が阻害されることで細胞が死ぬという発見は重要だ。しかし、TDP-43タンパクの折りたたみ異常が起こる原因が特定されていない。また、実際にTDP-43が沈殿した神経細胞の細胞死を防げるかもわからない。おそらく、ALSを発症するモデル系の神経細胞に、この研究で使ったレスキュー遺伝子を導入して、ALSの進行を止めるという実験が重要で、時間さえかければそこまで十分できたはずだ。このことがわかって初めて患者さんも少しは微笑むことができるだろう。それでも、全身の神経に遺伝子を導入して病気を止めることはまだ現実的ではない。やはり進展とともに、問題点も合わせて正直に示すことが重要だと感じる。おそらく氷バケツ一周年ということで、ワシントンポストもなんとかいい話を伝えたかったのだろう。残念ながら今度は私がワシントンポストの記事に氷水をかけることになってしまった。

私がまだ学生の頃よく読まれたのが岩波書店の「ウイルスの狩人」という本だ。自分では増殖せず、普通の顕微鏡でも見えないウイルスの研究史を紹介した良書で、これを読んでウイルス研究に進んだ学生もいるのではないだろうか。この本でまず学ぶのが、ウイルスを増やすことの難しさで、その苦労話は読み応えがあった。この本が出版されてからすでに５０年が経ち、その間エイズ、ATL、エボラなど当時考えもしなかった多くのウイルスが現れてきたが、ウイルス培養の重要性と難しさは変わっていない。今日紹介するロックフェラー大学からの論文はC型肝炎ウイルスの培養の秘訣を明らかにした研究で８月１２日号のNatureに掲載されている。タイトルは「SEC14L2 enables pan-genotype HCV replication in cell culture （SEC14L2分子は細胞培養を用いたすべてのC型肝炎ウイルス増殖を可能にする）」だ。実は私も全く知らなかったが、この論文が出るまでC型肝炎ウイルスは、普通の肝細胞や肝がん細胞を用いて増殖させることができなかったようだ。実際にはJFH1と呼ばれる肝細胞だけで培養され、それを用いて研究が行われてきたようだ。この研究はJFH１でしかウイルスが増殖できないのは、この細胞だけが他の細胞にない遺伝子を発現しているか、あるいは逆に特定の遺伝子を欠損しているからではないかと考え、ウイルス増殖に必要な分子の探索を行った。この結果、細胞質内で脂肪と結合するSEC14L2分子を、ウイルス増殖に必要な分子として特定することができた。すなわちこの分子をウイルスが増殖できない細胞に強制発現させると、すべての細胞でウイルス増殖が可能になる。この分子の重要性を調べるため様々な感染実験を行っているが、決定的な最後の感染実験として患者さんの血清を培養に加えるだけで感染が起こり、ウイルスが増殖することを示している。最後に、ではなぜ脂肪結合分子がこれほどの効果を示すのか様々な可能性を調べて、一つの可能性として、この分子が細胞内でのビタミンE蓄積を促進することで、ウイルス増殖を抑制する脂肪が過酸化されるのを防ぐためではないかと結論している。実際、これまで培養肝細胞で増殖できるとして分離されてきたウイルスがすべて過酸化脂肪に対する抵抗性を持っていることも、この結論を支持している。C型肝炎治療はギリアドサイエンス社の根治薬が発売されたことで大きく前進した。しかし、新しい耐性ウイルスに備え、ウイルス自体の撲滅という最終ゴールを目指す必要がある。その意味で、ウイルスの培養が可能になったことは重要だ。「ウイルスの狩人」の話はまだまだ続く。