細胞の宅配便を追跡！難病・多発性嚢胞腎（PKD）治療への新たな道

 多発性嚢胞腎は、老廃物を除去する臓器である腎臓が嚢胞によって破壊される一般的な遺伝性疾患で、現在のところ透析や移植が唯一の治療法となっています。世界中で1,240万人以上が、この病気の優性遺伝型（AD-PKD）に苦しんでいます。この度、ラトガース大学の遺伝学者たちが、この病気がどのように進行するのかについての新たな詳細を解明し、新しい治療法への扉を開く可能性のある発見をしました。

 2025年4月3日に学術誌「Nature Communications」で発表された研究で、ラトガース大学芸術科学部遺伝学科の研究助教であるインナ・ニコンノロワ氏（Inna Nikonorova）と共同研究者たちは、細胞外小胞によって運ばれる物質を特定し追跡する新しい方法について報告しました。EVは細胞から放出される微小なコミュニケーションツールで、癌や神経変性疾患、そしてPKDのような腎疾患の発症において重要な役割を果たしています。このオープンアクセスの論文は、「ポリシスチンは線虫において繊毛の細胞外小胞の特定のサブタイプに積み荷を動員する（Polycystins Recruit Cargo to Distinct Ciliary Extracellular Vesicle Subtypes in C. elegans）」と題されています。ニコンノロワ氏は、この論文の筆頭著者および共同責任著者です。

「インナは、EVの内部で多発性嚢胞腎関連タンパク質と一緒に運ばれる、これまで誰もその存在を知らなかった他のタンパク質を特定することに成功しました」と、ラトガース大学ニューブランズウィック校の遺伝学特別教授であり、本研究の上級著者および共同責任著者であるモーリーン・バー特別教授（Maureen Barr）は述べています。「PKD研究の分野にいる研究者にとって、これは非常にエキサイティングなことです。」

かつては細胞の老廃物と考えられていましたが、研究者たちは今やEVが健康に与えるいくつかの影響について理解し始めています。

「これらの輸送体内にある有益な積み荷、例えばタンパク質は、創傷治癒や組織再生を助けます」とニコンノロワ氏は言います。「しかし、それらは毒性のある積み荷を拡散させ、病気の媒介者として悪魔的に機能することもあります。」

これまで不明だったのは、積み荷がどのように選択され、細胞外小胞にパッケージされるかという点でした。

この謎を探るため、ニコンノロワ氏とバー特別教授は、PKD遺伝子産物タンパク質と関連物質を運ぶEVに焦点を絞りました。ポリシスチンと呼ばれるPKDタンパク質の変化は、病気の進行に関連しています。 

以前の研究結果を用いて、ニコンノロワ氏は、体が透明で成長サイクルが速い実験動物である線虫（C. elegans）の中で、特殊なEVの積み荷を追跡するための標識ツールを開発しました。ポリシスチン-2に結合する緑色蛍光タンパク質を用いることで、ニコンノロワ氏はEVの積み荷が線虫の体内を移動する様子を観察し、その相互作用をマッピングすることができました。 

「ポリシスチンがどこへ移動しても、顕微鏡下で緑色の光が見えます」と彼女は言います。「それはまるで、誰かに懐中電灯を持たせて、暗い家の中を部屋から部屋へ移動するのを見ているようなものです。」

 ニコンノロワ氏が用いた「近接標識法」として知られるこの追跡方法は、ポリシスチンがEVにパッケージされる正確なメカニズムと、ポリシスチンが体内で一緒に移動する関連タンパク質を特定するのに役立ちました。

「私たちは、単なる特定に留まりませんでした」とニコンノロワ氏は語ります。過去の研究では、EV内のタンパク質をリストアップするだけでした。対照的に、「私たちは各候補タンパク質を取り上げ、それがポリシスチンと共に小胞に入るか、そして相互作用するかどうかを調べました」と彼女は言います。

この情報は、研究者がポリシスチンタンパク質を欠いた細胞内で何が起こっているのかを理解するのに役立ち、多発性嚢胞腎を治療したり、その進行を遅らせたりする方法を見つけるための不可欠な知識となるでしょう、とニコンノ-ロワ氏は述べました。

画像；多発性嚢胞腎を、はるかに小さい正常腎と比較して示す。 

[News release][Nature Communications article]