研究者らは細胞の「発電所」への薬物送達を調整する取り組みを推進

Apr 25, 2023

研究室で培養した細胞を使用した研究で, 老化を専門とするジョンズ・ホプキンス医学の研究者らは、人間、動物、植物、その他ほとんどの生物の細胞にある「発電所」であるミトコンドリアの内膜に一般的な血圧薬を直接送達することに成功したと報告している。

ミトコンドリアは自然な細胞死や老化を含むほぼすべての生物学的プロセスにおいて駆動、制御、または役割を果たすため、細胞のこれらのエネルギー生成部分を直接標的にして薬剤を送達する方法を開発することは、研究者にとって長年の目標でした。 ミトコンドリアの活性や経路の変化や低下は、臓器機能の低下や虚弱と密接に関係しています。 しかし、ミトコンドリアは二重膜構造をしているため、科学者らは、薬物分子を内膜に浸透させて細胞小器官の中核機能にアクセスさせることが困難であることを発見しました。

PNAS nexusに記載されているこの新しい研究は、酸素や他の化学物質を内膜に輸送するためにミトコンドリアがすでに使用しているシステムを本質的にハイジャックする方法について報告している。

ジョンズ・ホプキンス大学医学部の老年医学・老年学准教授ピーター・アバディール医学博士は、「私たちの研究は、身体の自然なミトコンドリア輸送システムを利用して、より正確に薬物を送達できることを示している」と語る。

この研究のために、研究者らはミトコンドリアと相互作用する3つの天然輸送タンパク質を研究室で合成した。 次に、一般的に処方される血圧の薬（ロサルタン）をこれら 3 つのタンパク質のそれぞれに融合させ、どれがミトコンドリアの内膜を透過する成功率が最も高いかを決定しました。 mtLOS1、mtLOS2、mtLOS3と呼ばれるこれらの融合タンパク質は、別の試験で実験室で培養した細胞に導入されたところ、輸送タンパク質に融合していない遊離ロサルタンよりも大幅に高い濃度で薬剤をミトコンドリアに直接輸送することができた。 。 これは、蛍光を使用して顕微鏡で見ることができます。

概念実証実験で、研究者らは内膜を透過できない「スクランブル」バージョンのmtLOSもテストした。

アバディル教授は、さらなる研究が必要だが、目標は、mtLOSやその他の自然の輸送経路を利用して、慢性炎症や加齢や多くの障害に特徴的な臓器機能の低下に関連する生化学的不均衡や喪失に直接的かつ効率的に標的となる医薬品を届けることだという。

「人間の老化の一因はミトコンドリアの減少であることはわかっており、科学者たちは何十年もの間、この減少に対抗するために細胞小器官に直接治療法を導入しようと試みてきました」とアバディル氏は言う。 「これは体の自然なシステムを利用して化合物を送達するもう一つの試みであり、短期および長期の両方でマイナスの副作用を大幅に軽減できる可能性があります。」

Han Wang、Jeremey Walston、Peter Abadir、Ran Lin は、この研究に基づいて 2 件の特許を申請しました。 他のすべての著者は利益相反がないと宣言しています。

この研究に貢献した他の科学者には、ジュード・フィリップ、ラン・リン、アンドリュー・チーザム、デビッド・スターン、ユカン・リー、ユジュ・ワン、ハン・ワン、デビッド・リニ、ホンガン・クイ、ジョンズ・ホプキンスのジェレミー・ウォルストンが含まれる。

この研究は、ジョンズ・ホプキンス大学高齢者自立センター、国立老化研究所 – 国立衛生研究所、ジョンズ・ホプキンス大学医学部発見基金プログラム・シナジー賞、ネイサン・W・アンド・マーガレット・T.ショック老化研究財団から資金提供を受けた。そしてネイサン・ショック老化研究者。

- このプレスリリースはもともとジョンズ・ホプキンス大学の医学ウェブサイトに掲載されたものです