UF の化学者が医薬品設計の新たな境地を開拓

写真提供：マシュー・エディ。

研究チームは、病気治療の背後にある長い間無視されてきたメカニズムを調査します

エマ・バレット著 — 2023年2月22日

UF の研究チームは、細胞上の保護層についての理解を進めました。これは、将来の医薬品設計に大きな可能性を秘めた顕微鏡的な発見です。 化学助教授のマシュー・エディ氏と大学院生のナヴィーン・タクール氏とアルカ・レイ氏を含む研究チームは、その研究結果を有力科学誌ネイチャー・コミュニケーションズに発表した。 この発見は、医薬品設計の進歩を目的として、炎症、神経変性疾患、がんなどの病理学的状態に関連する新しい治療戦略を開発するための道を開きます。

研究者らによると、細胞膜のリン脂質に埋め込まれたGタンパク質共役受容体（GPCR）は、多くの生理学的プロセスの重要な部分を占めているという。 ホルモン、神経伝達物質、薬物などの外部刺激からのシグナルを検出し、細胞内に伝達して生理学的反応を引き起こします。 その重要性にもかかわらず、FDA が承認した医薬品の 3 分の 1 が GPCR を標的としているため、GPCR シグナル伝達の背後にあるメカニズムの科学的理解は依然として限られています。 したがって、チームはこの知識をさらに拡張しようとしました。

「これらの細胞シグナル伝達タンパク質は細胞膜でほとんどの時間を費やしているため、私たちの研究は細胞膜をより詳細に調査することの重要性を強調しています」と研究者らは述べた。

さまざまな膜環境で薬物反応をテストした結果、細胞膜の組成が薬物に対する受容体タンパク質の反応を大きく変える可能性があることを発見しました。 したがって、代謝、食事、病気など、細胞膜の構成に影響を与える遺伝的要因や環境要因は、薬物が人体とどのように相互作用するかに影響を与える可能性があります。

この研究から得られた新たな洞察は、特定の脂質が、パーキンソン病やいくつかのがんの治療において重要な標的として機能するある種の GPCR の活性化に重大な影響を与える可能性があることを示しています。 研究チームは、A2A アデノシン受容体と呼ばれるこの受容体ががん免疫療法の標的として将来探索される可能性を強調している。

この研究は最終的に、GPCRによる細胞プロセスの制御に関する新たな洞察を提供し、細胞環境をより適切に考慮した合理的な薬剤設計のための新しい基準を提供しました。これは明らかに薬剤の有効性を高め、創薬に貢献します。

この発見は、フロリダ大学、国立衛生研究所、デラウェア大学の研究グループ間の統合された科学的アプローチによって可能になりました。 「私たちは、実験的、計算的、細胞ベースの幅広い方法論を採用して研究課題に複数の角度からアプローチする、協力的かつ学際的なチームの一員であることを誇りに思います」と研究者らは述べた。

研究を主導したフロリダ大学の大学院生は、多面的なアプローチを進めながら、科学コミュニケーション、プロジェクト管理、チームワークなど、専門能力開発に重要なスキルを身につける機会を得ました。

「このプロジェクトの過程で、私は研究者として目覚ましい成長を経験しました」とタークル氏は語った。 「私のキャリア上の目標は、製薬業界で最先端の創薬研究を主導することです。現在の経験が将来のキャリアで成功するための備えになっていると確信しています。」

研究全文はこちらからお読みください。