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TGF-βⅡ型受容体におけるリガンド結合部位の解析および結合阻害薬の創出に関する検討

島貫, 智匡 東京大学 DOI:10.15083/0002008267

2023.12.27

概要

【別紙2】
審査の結果の要旨
⽒名

島貫

智匡

本研究は、TGF-の II 型受容体(TR-II)を創薬ターゲットとし、TGF-との相互作⽤
およびシグナル伝達に重要な部位を特定することによる、TGF-阻害薬の創出を⽬的とし
ており、以下の結果を得ている。
1.

TR-II の細胞外ドメインに存在するアミノ酸 D55 と E142 は、TR-II と TGF-にお
ける特異的な相互作⽤の重要性が⽰唆されたことから、D55 と E142 のそれぞれ単独、
もしくは双⽅を変異させ、変異型 TR-II の TGF-結合能を評価した。その結果、COS7
細胞にトランジェントに発現させた D55A と E142A 変異体の TGF-結合能は野⽣型
の TR-II と⽐べて低く、D55A/E142A 変異体に結合する TGF-1 はほとんど検出で
きないことが分かった。

2.

機能する TR-II を⽋いた DR 変異型 Mv1Lu 細胞へトランジェントに D55A/E142A 変
異型 TR-II を発現させ、レポータージーンアッセイにより転写活性を調べた。その結
果、野⽣型と D55A/E142 変異型の TR-II はそれぞれ、0.03 ng/mL もしくは 1 ng/mL
の TGF-1 の添加によって、TGF-1 ⾮添加の条件と⽐較して有意に転写を活性化し
た。

3.

TGF-は、I 型および II 型の 2 種類のセリン・スレオニンキナーゼ型受容体を⽤いる経
路で細胞内にシグナルを伝達することから、I 型受容体(TR-I)存在下での実験をお
こなった。D55A/E142A 変異体のみを COS7 細胞にトランスフェクションした際は、
リガンドと受容体との結合は検出されなかったが、TR-I と D55A/E142A 変異型 TRII を共発現させた際は、TGF-は TR-I に結合し、変異型 TR-II にも弱い結合がみら
れた。

4.

TR-II の細胞外ドメインに存在する他のアミノ酸残基の役割について調べた。野⽣型
および親⽔性、疎⽔性のアミノ酸残基(R57, S59, D62, N63, K65, R89, N91, D92, V100
および V103)を変異させた TR-II を COS7 細胞へトランスフェクションした結果、
野⽣型とほぼ同様の TGF-結合が認められた。それとは対照的に、E98 を変異させた
TR-II の TGF-結合能は D55 変異と同様に減少した。

5.

トランジェントな遺伝⼦発現の実験系で認められた以上の結果が、⽣理的な TR-II 発
現レベルにおいても観察されるかについて明らかにするために、テトラサイクリン濃
度依存的に野⽣型もしくは変異型 TR-II の発現抑制される細胞クローンを作成し、
TGF-結合とシグナル伝達について調べた。野⽣型の細胞クローンはテトラサイクリ
ン⾮存在下で TGF-1 と結合したのに対し、D55A/E142A 変異型の細胞クローンは、
同じ条件下で TGF-1 と結合することはできなかった。

6.

1 ng/mL の TGF-1 存在下において、野⽣型の細胞クローンの細胞増殖はテトラサイ
クリン濃度依存的に抑制解除されたのに対し、D55A/E142 変異型クローンの細胞増殖
は、テトラサイクリンの濃度を変化させても影響を受けなかった。以上の結果から、
TR-II 量が細胞増殖を調節し、TR-II におけるアミノ酸残基 D55 と E142 がシグナル
伝達に重要な役割を有することが⽰された。

7.

TR-II における D55 は、TGF-の結合に極めて重要であったことから、TR-II の D55
近傍に結合し、下流のシグナルを抑制する化合物の探索をおこなった。その結果、天然
に存在するフラボノイドの⼀種である、3,5,7,2ʼ,4ʼ-Pentahydroxyflavone (Morin)が、
TGF-1 と TR-II の結合を濃度依存的に阻害することが確認された。また、TGF-に
よって誘導される標的遺伝⼦の発現誘導を、濃度依存的に阻害した。
以上、本論⽂は TR-II の変異体を⽤いた検討から、D55 と E142 の 2 アミノ酸が TGF-

との結合、およびシグナル伝達に重要であることを明らかにした。また、天然のフラボノ
イド Morin が TGF-と TR-II の結合を阻害し、ターゲット遺伝⼦の発現を抑制すること
を⾒出した。本研究によって明らかとなった TR-II における TGF-結合部位の機能に関す
る知⾒は、TGF-によって引き起こされる様々な疾患の治療薬開発に重要な貢献をなすと
考えられる。
よって本論⽂は博⼠(医学)の学位請求論⽂として合格と認められる。

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83

謝辞

長きにわたり、多大なるご指導、ご鞭撻を賜りました東京大学大学院医学系

研究科

病因・病理学専攻

医学研究科

分子病理学分野

分子病態医学講座

宮園浩平教授、愛媛大学大学院

今村健志教授に心より感謝の意を表します。

pCAG 20-1 および pUHD 10-3 puro ベクターを供与いただいた T Era、DR

変異型 Mv1Lu 細胞を分与いただいた M. Laiho 博士と J. Massagué 博士に深

く感謝の意を表します。

84

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