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話題の「機能不全HDL（dysfunctional HDL）」で新たな展開
話題の「機能不全HDL（dysfunctional HDL）」で新たな展開 HDL-Cの質の改善・維持に脂質異常症治療の⼒点が移る可能性 2014/6/23 本ブログは今年度から隔⽉（偶数⽉）掲載となりました。これに伴って筆者が感 じたのは「勢い」の⼤切さです。毎⽉掲載していた時はどんなに時間がなくても 「勢い」に任せて何とか⽉初めに脱稿できたのですが、隔⽉となるとついつい慎重 になってしまい⽉終わりの脱稿となってしまいました。 ところで、最近「dysfunctional HDL」という⾔葉をしばしば⽿にするのではな いでしょうか？ そんな話題のdysfunctional HDLの提唱者クリーブランドクリニ ックStanly Hazen博⼠のグループが2013年・2014年と続けて下記2編の重要な論 ⽂を発表し、dysfunctional HDLの新しい展開が⾒えてきました。 ■ミエロペロオキシダーゼ、パラオキソナーゼ-1、HDLは機能的3量体複合体を形 成する Myeloperoxidase, paraoxonase-1, and HDL form a functional ternary complex Ying Huang, et al. The Journal of Clinical Investigation 2013;123:3815-3828 ■ヒトアテロームにおける豊富な機能不全アポリポタンパク質A1 An abundant dysfunctional apolipoprotein A1 in human atheroma Ying Huang, et al. Nature Medicine 2014;20:193-203 ●Dysfunctional HDLとは？ ⾎中HDLコレステロール値と⼼⾎管疾患のリスクが反⽐例することは多くの臨床 研究で⽰され、「HDLコレステロール＝善⽟コレステロール」という概念が定着し ています。 HDLコレステロールは、末梢から肝臓にコレステロールを逆輸送する（Reverse Cholesterol Transport:RCT）働きに加えて、⾎管内⽪細胞でスカベンジャ－受容 体（SR-B1）に結合し内⽪型NO合成酵素(eNOS)を活性化することで抗酸化作⽤・ 抗炎症作⽤をもたらす、などのpleiotropic effectsを持つことが知られています。 ところが、ナイアシンを⽤いたAIM-HIGH（Atherothrombosis Intervention in Metabolic Syndrome With Low HDL/High Triglycerides: Impact on Global Health Outcomes）trialやCETP阻害薬の1つTorcetrapibを⽤いた ILLUMINATE（the Investigation of Lipid Level Management to Understand its Impact in Atherosclerotic Events）trialなど、多くの薬物によりHDLコレステロ ール値に対する介⼊試験では、冠動脈疾患患者におけるHDLコレステロール上昇が ことごとく予後改善に結びついていません。 このような2つのタイプのHDL研究の⾷い違いから、「HDLコレステロール＝善 ⽟コレステロール」という既成概念に疑問が呈されています（本ブログ「HDLにも 善⽟と悪⽟がある」、「『HDLコレステロール仮説』神話を修正する時が来た？」 参照)。これに対する答えとして、HDLコレステロールは量ではなく質が⼤切とする 考えが提唱され、コレステロールを逆輸送できないHDLをdysfunctional HDLと呼 ぶようになりました。実は、dysfunctional HDLはコレステロールの逆輸送ができ ないだけでなく、⾎管内⽪細胞で酸化LDL受容体（LOX-1）に結合し、eNOSを抑 制することで酸化ストレスや炎症を惹起し動脈硬化を促進する作⽤を持つことも明 らかとなっています。このようなことを考慮すると、dysfunctional HDLというよ りも、悪性HDL（malignant HDL）という呼び名の⽅が実態をより正確に表してい る印象さえあります。 ●健常なHDLがdysfunctional HDLとなるメカニズム HDLはリン脂質成分とタンパク質成分からなる多量体です。HDLのプロテオーム 解析から、他の多くのタンパク質とともにmyeloperoxidase（MPO）と paraoxonase-1（PON-1）と呼ばれるタンパク質がHDLに結合していることが分 かりました。 MPOはHazen博⼠らが発⾒した酸化酵素で、⽩⾎球から分泌され細胞外で活性酸 素を発⽣する代表的酵素です。LDLを酸化LDLとするのもMPOです。⼀⽅、PON-1 は脂質酸化物を分解することで酸化作⽤に拮抗します。HDLに結合したMPOは PON-1の作⽤を抑制し、逆にHDLに結合したPON-1はMPOの作⽤を抑制すること も⽰されています。すなわち、HDLには拮抗的・相殺的な作⽤をもつMPOとPON-1 が結合しており、PON-1の⼒が強ければ健常なHDLコレステロールとして作⽤しま すが、MPOの⼒が強くなればdysfunctional HDLとなるのです（図1）。健常な HDLはMPOを結合しその酸化作⽤を抑制しますが、dysfunctional HDLとなると抗 酸化作⽤をもつPON-1の働きが抑制されLDLの酸化が進むので、HDLコレステロー ルにおけるMPOとPON-1の⼒⽐べが酸化LDLの産⽣、ひいては動脈硬化の鍵を握っ ているように⾒えます。 図1 健常HDLコレステロールと機能不全HDLコレステロールができる機序[クリッ クで拡⼤] MPOがどのようにしてHDLをdysfunctional HDLにするのか、もう少し詳細に⾒ てみましょう。MPOはLDLだけでなくHDLも酸化します。HDLの主要な(約75％の) アポリポタンパク質apoA1の3つのメチオニン、7つのチロシン、4つのトリプトフ ァンが酸化修飾されます。これらの中で、トリプトファンが酸化されたHDLコレス テロールではコレステロールの逆輸送能が消失することが次のような実験から明ら かになりました。基礎実験の話になるので少し複雑になります（基礎実験の話は勘 弁という⼈は、図2の後までワープしてください）。 まずHDLコレステロールに対する種々のモノクローナル抗体（mAb）を作成し、 MPOによる酸化ストレスを加えた時だけ特異的に認識するmAbを探し、r8B5.2を ⾒つけています。 次に図2Aで、野⽣型（rh-apoA1）、4つのトリプトファンをすべてフェニルア ラニン（4WF）、3つのメチオニンをバリン（3MV）、7つのチロシンをフェニル アラニン（7YF）に置換したapoA1に対するr8B5.2による認識を調べています。 rh-apoA1・3MV・7YFはMPOによる酸化刺激後だけapoA1を認識しますが、4WF は酸化刺激後も認識しません。つまり、4つのトリプトファンの酸化のうちいずれ かがr8B5.2により特異的に認識されていることになります。この4つのトリプトフ ァンを1つずつ別のアミノ酸に置換すると、72番⽬のトリプトファンをロイシン (W72L)あるいはフェニルアラニン(W72F)に置換した時だけr8B5.2による認識が 消失しています。つまり、r8zB5.2は72番⽬のフェニルアラニンが酸化修飾された apoA1を認識する抗体なのです。 次に図2Bでトリプトファンの酸化がコレステロール逆輸送（実際にはマクロファ ージからのコレステロールトランスポーターABCA1依存的コレステロール引き抜 き）に及ぼす影響を検討しています。H2O2（過酸化⽔素）対apoA1の⽐を増やし ていくと、2:1以下ではメチオニンは酸化されますがトリプトファンは酸化されま せん（図2B■）。その段階では野⽣型apoA1（rh-apoA1）によるコレステロール 引き抜きは抑制されません。この⽐が2:1以上になるとトリプトファンの酸化が起 こり始めますが、それとともにコレステロールの引き抜きが低下しています。 4つのトリプトファンをすべてフェニルアラニンに置換すると（4WF）、酸化刺 激によってコレステロール引き抜きは全く抑制されません（図2B●）。72番⽬の トリプトファンをフェニルアラニン（72WF;図2B□）あるいはアラニン（72WA; 図2B◇）に置換すると、約50％コレステロール引き抜きの抑制が改善します。ま た、72番⽬のトリプトファンがそのままにして残り3つのトリプトファンをフェニ ルアラニンに置換すると（3F72W）、やはり約50％コレステロール引き抜きの抑 制が改善されます（図2B▲）。 図2 apoA1の72番⽬のトリプトファンの酸化がdysfunctional HDLに 重要 A, apoA1 72番⽬のトリプトファンの酸化を認識する抗体 図2 apoA1の72番⽬のトリプトファンの酸化がdysfunctional HDLに重要 B, 72番⽬のトリプトファンの酸化とコレステロール引き抜き機能 以上の結果から、apoA1のトリプトファンの酸化がコレステロール逆輸送に重要 で、中でも4つあるトリプトファンのうち72番⽬のトリプトファンの酸化の影響が 最も強いことが分かります。また、72番⽬のトリプトファンはPON-1が結合する部 位の近傍にあり、その酸化によりPON-1が結合できなくなります。これによって dysfunctional HDLへの坂道を急速に転がり落ちていくのです。mr8B5.2は特に機 能不全の強いHDLコレステロールを認識できる抗体であることが⽰されます。 ●これらの結果から⽰唆されること ✓これまでの臨床検査ではHDLコレステロールの量を測っていましたが、今後は HDLコレステロールの質を測ることに⽬が向けられる可能性があります。Hazen博 ⼠らが起業したCleveland HeartLabでは72番⽬のトリプトファンが酸化された apoA1を認識するmAb、r8B5.2を使った検査法が開発され、臨床治験が始められ ています。臨床検査でdysfunctional HDLが測定できる時代はそう遠くないのかも しれません。 ✓これまで脂質異常症の治療ではLDLコレステロールの低下が最も重要視されてき たように思います。ところが、その成否は別にしてちまたでは「LDLが⾼くても⻑ ⽣きする」という話をしばしば⽿にします。LDLは量が多くても酸化されなければ 問題ないのかもしれません。その酸化の鍵を握るのがdysfunctional HDLであれ ば、もしかしたら今後はLDLコレステロールの量の低下からHDLコレステロールの 質の改善・維持に脂質異常症治療の⼒点が移る可能性があるかもしれません。その 標的はMPOであり、今MPOを標的とする創薬が進⾏中です。 © 2006-2014 Nikkei Business Publications, Inc. All Rights Reserved.