癌細胞が増殖し、人体に広がるためには、銅イオンと結合するタンパク質が必要だ。スウェーデンのチャルマース工科大学の研究者らにより、癌に関連するタンパク質がどのように銅と結合し、他のタンパク質とどのように相互作用するかについての新しい研究が行われ、癌と戦うための新しい薬のターゲットの可能性が開かれた。ヒトの細胞は、重要な生物学的プロセスを遂行するために、少量の銅という金属を必要とする。
「研究により、癌患者の腫瘍細胞や血清中の銅のレベルが上昇していることが示されており、癌細胞は健康な細胞よりも多くの銅を必要としているという結論に至っている。銅のレベルが高いということは、銅を結合するタンパク質がより活性化しているということでもある。したがって、これらのタンパク質は、癌の発生を理解する上で非常に重要な研究対象であり、これらに関するより深い知識が、この病気の治療の新しいターゲットにつながるのだ。」と、チャルマース工科大学化学生物学教授のペルニラ・ヴィットゥング・スタフスヘデ博士は語っている。
癌に関連した死亡の多くは、肝臓や肺など体のあちこちに転移（二次的な腫瘍）ができることが原因だ。Memo1と呼ばれるタンパク質は、癌細胞が成長し、体中に広がるためのシグナル伝達システムの一部である。これまでの研究で、乳癌細胞でMemo1の遺伝子を不活性化すると、転移を形成する能力が低下することが分かっている。
チャルマース工科大学の研究グループは、Memo1と銅の関係をより詳しく調べたいと考えた。2022年9月6日にPNASに掲載された新しい研究で、この研究者らは一連の試験管実験を通じて、Memo1タンパク質の銅イオン結合能力を調べた。このオープンアクセス論文は「Memo1 は還元型銅イオンに結合し、銅シャペロンAtox1と相互作用し、銅による酸化還元活動から守る（Memo1 Binds Reduced Copper Ions, Interacts with Copper Chaperone Atox1, and Protects Against Copper-Mediated Redox Activity in Vitro）」と題されている。
その結果、このタンパク質は銅と結合するが、銅の還元型のみであることを発見した。生きている細胞に最も多く存在するのは、この還元型の銅イオンである。還元型銅は体内で必要とされる一方で、酸化還元反応に関与し、細胞を損傷させたり、死に至らしめることもあるため、これは重要な発見であった。研究チームは、Memo1が銅と相互作用すると、銅の有害な酸化還元反応が阻害されることを発見した。
「銅は癌細胞にとって有害な化学反応を引き起こす可能性があるため、腫瘍が多くの銅に依存する危険性がある。我々は、Memo1が必要なときに銅と結合することで、癌細胞を保護し、癌細胞が生存・拡散し続けることができると考えている」と、この研究の筆頭著者であるヴィットゥング・スタフスヘデ博士は述べている。
さらに研究チームは、Memo1が、細胞内に存在する別の銅結合タンパク質「Atox1」と複合体を形成できることも突き止めた。Atox1はヒトの細胞内に存在する銅の輸送体であり、研究チームはこれまでに、Atox1が銅の力を借りて乳癌細胞の移動と転移に関与していることを明らかにしている。全体として、今回の研究結果は、銅と銅結合タンパク質が将来の癌治療のターゲットになる可能性があることを意味している。
「試験管の中でMemo1とAtox1というタンパク質の間で銅イオンが移動する様子を見て、乳癌細胞で調べてみると、この2つのタンパク質が空間的に接近していることが分かった。このことから、これらのタンパク質間の銅の交換は、試験管内と同様に癌細胞内でも行われ、したがって生物学的な関連性があると結論づけられる」とヴィットゥング・スタフスヘデ博士は述べている。
この研究者らは今後、Memo1の銅イオン結合部位を特定し、銅の存在が癌発生におけるMemo1の活動にどのような影響を与えるかを明らかにしたいと考えている。
「癌細胞における銅結合タンパク質の役割に関する基礎知識が広がれば、新しい治療法への扉も開かれるだろう」とヴィットゥング・スタフスヘデ博士は語っている。
本研究は、Cancerfonden、スウェーデン研究評議会、Knut and Alice Wallenberg財団の助成を受けて行われたものだ。
