Strategy for improving cancer and obesity by regulating the lipid metabolic function of PGRMC1

本研究では、これまでに新規のガス応答性因子として同定した膜タンパク質PGRMC1の構造的機能制御の解明を行った。X線結晶構造解析により、PGRMC1はチロシ ン残基のヘム配位によって、突出したヘム同士が重なり合った特異な重合体構造を形成することを見出し、生体内ガスCOがこの重合が解離してPGRMC1の機能を阻 害することを見出した。PGRMC1はがん細胞内のヘム濃度に応答して重合化することにより活性化し、がん増殖に関わるEGFRや薬物代謝酵素シトクロームP450 (CYP3A4)などと会合してがん増殖シグナルを増強し薬剤耐性を亢進するという、ダイナミックな構造変換によって機能することを明らかとしている（Nature Commun 2017、Pharmocol Res 2018）。これらの知見は、PGRMC1を標的とした新たな抗癌治療薬の創出に繋がる可能性が考えられ、PGRMC1を指標としたケミカルスクリーニングを進め、いくつかの天然由来の有機化合物がPGRMC1のヘムダイマー構造を特異的に認識して結合することを見出している。今年度の成果としては、これまで得られたPGRMC1を標的とした候補化合物の機能評価が進み、より強力な抗腫瘍活性を示す化合物を見出すことに成功し(Cancers, 2021)、これらの化合物がPGRMC1を介した脂肪細胞の脂肪蓄積亢進作用を抑制して抗肥満増進効果を示すこと見出している。このようなPGRMC1を介した脂質代謝制御は癌細胞の生存にも寄与する可能性が考えられ、現在このような薬剤による改善効果の検証を進めている。

本研究では、これまでに新規のガス応答性因子として同定した膜タンパク質PGRMC1の構造的機能制御の解明を行った。X線結晶構造解析により、PGRMC1はチロシ ン残基のヘム配位によって、突出したヘム同士が重なり合った特異な重合体構造を形成することを見出し、生体内ガスCOがこの重合が解離してPGRMC1の機能を阻 害することを見出した。PGRMC1はがん細胞内のヘム濃度に応答して重合化することにより活性化し、がん増殖に関わるEGFRや薬物代謝酵素シトクロームP450 (CYP3A4)などと会合してがん増殖シグナルを増強し薬剤耐性を亢進するという、ダイナミックな構造変換によって機能することを明らかとしている（Nature Commun 2017、Pharmocol Res 2018）。これらの知見は、PGRMC1を標的とした新たな抗癌治療薬の創出に繋がる可能性が考えられ、PGRMC1を指標としたケミカルスクリーニングを進め、いくつかの天然由来の有機化合物がPGRMC1のヘムダイマー構造を特異的に認識して結合することを見出している。今年度の成果としては、これまで得られたPGRMC1を標的とした候補化合物の機能評価が進み、より強力な抗腫瘍活性を示す化合物を見出すことに成功し(Cancers, 2021)、これらの化合物がPGRMC1を介した脂肪細胞の脂肪蓄積亢進作用を抑制して抗肥満増進効果を示すこと見出している。このようなPGRMC1を介した脂質代謝制御は癌細胞の生存にも寄与する可能性が考えられ、現在このような薬剤による改善効果の検証を進めている。