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Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) 蛋白質定量系の開発

LDL代謝とPCSK9
PCSK9は主に肝臓・小腸・腎臓で発現している分泌型セリンプロテアーゼです。2003年にPCSK9が家族性高コレステロール血症（FH）の第3の原因遺伝子であることが発表され(1)、その後の多くの研究からPCSK9はLDL受容体の分解を促進する働きがあることが明らかにされました(2)。また、ＬＤＬ受容体分解能が増強するPCSK9遺伝子変異により高コレステロール血症が発症することが分かりました（逆に、LDL受容体分解能が減弱して低コレステロール血症を呈する遺伝子変異も見つかっています）。さらに、PCSK9はLDL受容体と同様に脂質生合成系の遺伝子発現を調節する転写因子Sterol Regulatory Element Binding Proteins（SREBPs）により転写調節されています(3)。現在主力の高脂血症治療薬であるスタチンはSREBPsを介してLDL受容体発現を増加させますが（その結果LDL取り込みを亢進し血中LDL濃度が低下します）、同時にスタチンはPCSK9も発現亢進してしまうためスタチンの薬効をPCSK9が減弱させると考えられています(4)。このような知見から、PCSK9は血中LDLを上昇させる因子として近年注目を集めています。

血中PCSK9の分子形態とBMLの開発した測定系
PCSK9は、細胞の小胞体で自己分解を起こした後、N末端側のプロセグメントとC末端側のマチュアーセグメントとが会合したヘテロダイマーを形成し血中に分泌されます。血中では主にヘテロダイマー型として存在しますが、一部は他のプロテアーゼ作用等によりヘテロダイマー構造を形成しない分子（フリーフラグメントと呼んでいます）が存在します。PCSK9ヘテロダイマー型にはLDL受容体を分解促進する働きがありますが、PCSK9フリーフラグメント型にはその働きがなく、血中には活性の異なるPCSK9分子が混在していることが報告されています(5)。この点に着目し、我々はPCSK9ヘテロダイマー型とフリーフラグメント型のそれぞれに特異的なモノクローナル抗体を用いたELISAを開発し、異なるPCSK9分子形態別に定量測定することを可能としました。

今後の期待
LDLコレステロールは冠動脈疾患の第一位の危険因子であり、LDLコレステロール値を適正に管理することは冠動脈疾患の予防につながると考えられています。PCSK9は血中LDLを上昇させる働きを持ち、薬剤治療に反応して発現が変動する性質を持つため、血中PCSK9濃度は高脂血症患者の病態や薬剤治療の効果判定等に有効なマーカーになると期待されます。

1.		Mutations in PCSK9 cause autosomal dominant hypercholesterolemia. Abifadel M, et al. Nat Genet. 2003 Jun; 34 (2): 154-6.
2.		Secreted PCSK9 downregulates low density lipoprotein receptor through receptor-mediated endocytosis. Qian YW, et al. J Lipid Res. 2007 Jul; 48 (7): 1488-98.
3.		Novel putative SREBP and LXR target genes identified by microarray analysis in liver of cholesterol-fed mice. Maxwell KN, et al. J Lipid Res. 2003 Nov; 44 (11): 2109-19.
4.		Statins upregulate PCSK9, the gene encoding the proprotein convertase neural apoptosis-regulated convertase-1 implicated in familial hypercholesterolemia. Dubuc G, et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004 Aug;24 (8):1454-9.
5.		The proprotein convertase (PC) PCSK9 is inactivated by furin and/or PC5/6A: functional consequences of natural mutations and post-translational modifications. Benjannet S, et al. J Biol Chem. 2006 Oct 13; 281 (41): 30561-72.