細胞内の複雑なシグナルのうち、がんを引き起こす特定のスイッチだけを選んでオフにする新たな抗がん技術を、韓国の研究チームが開発しました。
タンパク質全体を破壊することで生じていた従来薬の副作用を抑え、治療の精密度を大きく高めることが期待されます。
啓明大学（クォン・テクギュ医学部教授、パク・クァンス薬学部教授）と延世大学（シン・ドンヒョク生命科学部教授）の共同研究チームは8日、標的タンパク質の特定のリン酸化シグナルだけを選択的に除去する「バイオフォスタック（bioPhosTAC）」技術を開発したと発表しました。
研究成果は、国際的に権威ある学術誌「アドバンスト・サイエンス（Advanced Science）」（被引用指数14.1）に掲載されました。研究には、啓明大のソ・スンオン博士、ウ・ソンミン博士と、延世大のチェ・ミンヒョン学生が共同筆頭著者として参加しました。
がんを増殖させる「誤ったシグナル」だけを選んで削除
細胞は「タンパク質リン酸化」という過程を通じて成長し、分裂します。
タンパク質に「リン酸」というスイッチが付くことで細胞が作動します。しかし、このスイッチが故障すると細胞が過剰に増殖し、がんへと進展します。
従来の抗がん剤は、スイッチを入れる酵素（キナーゼ）の働きを丸ごと阻害する方法が主流でした。ところが、この酵素はがん細胞だけでなく正常細胞の別のスイッチまで一緒にオフにしてしまい、標的外の副作用が生じるという限界がありました。
研究チームは、酵素全体を止めるのではなく、スイッチを外す酵素（脱リン酸化酵素、ホスファターゼ）を故障したタンパク質の近くへ直接引き寄せる「近接誘導」戦略を採用しました。
AIで設計した「二重連結リング」薬剤
この戦略を実現するため、研究チームは人工知能（AI）に基づくタンパク質設計技術を活用し、2つの手を持つ二機能性治療物質「バイオフォスタック」を開発しました。
片方の手でがんに関連する標的タンパク質（OTUB1）をつかみ、もう片方の手で脱リン酸化酵素（SHP2）をつかんで、2つのタンパク質を密着させる仕組みです。
実験の結果、従来用いられてきた酵素阻害剤（Srcキナーゼ阻害剤）が複数のタンパク質のリン酸化を同時に低下させたのに対し、バイオフォスタックは他の正常タンパク質には影響を与えず、狙ったタンパク質（OTUB1）の特定スイッチ（Y26部位）だけを正確に除去しました。
これにより、がん細胞が肥大化して増殖するのに必要な「成長エンジン」（Raptor・mTORC1シグナル）だけを精密にオフにできることを確認しました。
がん細胞にのみ作用し、動物実験で腫瘍抑制を確認
研究チームは、がん細胞選択性を高めるため、がん細胞表面物質（KKLC-1）を認識する誘導装置（腫瘍標的ペプチド）を付加し、薬剤ががん細胞にのみ集中的に浸透するよう設計しました。
この治療物質を投与したところ、選択的ながん細胞死を誘導し、動物実験でも腫瘍組織に選択的に集積して抗がん活性を示すなど、有意な腫瘍抑制効果を実証しました。
今回の研究は、標的タンパク質そのものを除去する従来の標的タンパク質分解（TPD）技術を超え、特定のシグナルだけを精密に制御できる新たなプラットフォームを提示したと評価されています。
とりわけ、モジュール型構造として設計されており、さまざまな疾患関連タンパク質へ拡張適用できる点が強みです。
啓明大のクォン・テクギュ教授は「従来薬が『どのリン酸化酵素を阻害するか』に焦点を当てていたのに対し、バイオフォスタックは『どのタンパク質のリン酸化シグナルを除去するか』を選ぶ新しいアプローチです」と述べ、「副作用を抑えつつ治療効果を高められる次世代の精密治療戦略へ発展する可能性があります」と説明しました。
啓明大のパク・クァンス教授と延世大のシン・ドンヒョク教授は「タンパク質自体を除去する従来技術を超え、特定シグナルのみを調節する精密医療に基づく新薬開発プラットフォームとして活用されるでしょう」と付け加えました。
