科学者たちは、損傷後に神経細胞が酵素 vertebrate lonesome kinase（VLK）を細胞外に放出し、外側にあるタンパク質をリン酸化することで痛みの信号をオンにする新たな仕組みを発見しました。研究はMatthew Dalva（Tulane University）とTed Price（University of Texas at Dallas）が共同で率い、成果はScience誌に掲載されました。
実験では、VLKが細胞外でのリン酸化を通じて細胞表面タンパク質同士の相互作用を制御し、痛みや学習・記憶に関わる受容体の機能を高めることが示されました。マウスを用いた検証では、痛みを感知するニューロンからVLKを除去すると術後に通常感じる痛みが消えた一方で、運動や感覚は保たれました。逆にVLKを余分に与えると痛みへの反応は増加しました。
研究の意義として、ニューロンから放出される細胞外酵素を標的にすることで、NMDA受容体を直接遮断する際に生じる深刻な副作用を避けられる可能性が指摘されました。細胞外のタンパク質を制御すれば、薬が細胞内に入る必要がなくなり、薬剤設計を簡素化し副作用を減らせる利点が期待されます。
今後の課題は、この仕組みが多くのタンパク質に当てはまるのか一部に限られるのかを明らかにすることです。研究には複数の大学が参加し、National Institute of Neurological Disorders and Stroke、National Institute on Drug Abuse、National Center for Research Resourcesの助成を受けました。これらはいずれも National Institutes of Health の一部です。
難しい単語
- リン酸化する — 分子にリン酸の化学基を付ける変化リン酸化することで
- 受容体 — 細胞表面で信号を受け取るタンパク質NMDA受容体
- 相互作用 — 二つ以上の要素が互いに影響する働き
- 細胞外 — 細胞の外側にある空間や領域細胞外に, 細胞外での, 細胞外の, 細胞外酵素
- 標的にする — 特定の物質や過程を狙って作用させること
- 副作用 — 主な効果以外に生じる望ましくない影響
- 制御する — 機能や動きを管理して変えること制御し, 制御すれば
- 放出する — 細胞や体の内から物質を外へ出すこと放出し, 放出される
ヒント：記事中の強調表示された単語にマウスオーバー／フォーカス／タップすると、その場で簡単な意味が表示されます。
ディスカッション用の質問
- この研究で示された仕組みをもとに、どのような新しい痛み治療法が考えられますか。利点と懸念点を挙げて説明してください。
- 細胞外のタンパク質を標的にする方針は、現在の薬剤設計にどのような影響を与えると思いますか。具体例で考えてください。
- もしこの仕組みが一部のタンパク質にしか当てはまらなかった場合、次にどのような実験や検証が必要だと思いますか。理由も述べてください。
