創傷治癒特性と関連するがんの道しるべ

医師が血液検査でセルピンB3レベルの上昇を検出した場合、治療が難しいがんから重度の炎症状態まで、何か重大な異常があることを示す可能性があります。

SerpinB3 は、皮膚や肺などの体のバリア組織ががんや慢性疾患による深刻なストレスにさらされていることを示す重要なタンパク質です。

しかし、アリゾナ州立大学の新しい研究は、病気のマーカーとして長い間認識されてきたセルピンB3が、傷の治癒を助けるという体内の自然な役割も持っていることを示しています。

皮膚の傷は依然として医学にとって大きな課題です。米国で毎年発生する約600万件の創傷のうち、多くは治療が難しく、糖尿病、火傷、感染症、または高齢に関連していることが多い。これらの治癒困難な傷を合計すると、毎年推定 200 億ドルの費用がかかります。

新しい研究で、共著者のジョーダン・ヤロン氏、カウシャル・レーゲ氏らバイオマテリアルイノベーション・トランスレーションバイオデザインセンターの同僚らは、セルピンB3が体の自然な創傷治癒兵器の一部であり、損傷後の皮膚の回復を助けていることを発見した。

この研究は、新たな可能性を示唆しています。それを促進することで創傷治癒を改善する可能性があり、一方、それを遮断することで悪性度の高いがんと戦う方法が提供される可能性があります。この発見は、皮膚疾患から喘息までの炎症性疾患におけるセルピンB3の役割を説明するのにも役立つ可能性がある。

この研究は米国科学アカデミー紀要に掲載されています。

この研究は、創傷修復のための生物活性材料に関するチームの広範な研究と、セルピン（セリンプロテアーゼ阻害剤の略）と呼ばれるタンパク質ファミリーを研究する専門知識の結集から生まれました。セルピンは、体全体の血液凝固や免疫調節などのさまざまなプロセスの重要な調節因子として機能し、いくつかのセルピンは組織の破壊と修復のバランスを保つ上で明らかな役割を果たしています。

「当社の生物活性ナノマテリアルが組織修復にどのように役立っているかをさらに詳しく調べたところ、もともと癌に関与すると考えられていたタンパク質であるSerpinB3が、ナノマテリアルによる創傷治癒と相関する重要な要素として注目されました」とRege氏は述べた。 「組織修復のための生体材料の使用をヒントにした研究から始まり、皮膚の損傷反応機構としてのこのタンパク質の基本的な役割を明らかにするまでのこの旅は、本当に興味深いものでした。私たちは現在、この基本的な発見に基づいて、他の病理学的状態におけるセルピンB3の役割を研究しています。」

Rege は化学工学の教授であり、生体材料イノベーションと翻訳のためのバイオデザイン センターの所長です。ヤロンは化学工学の助教授であり、同センターの教員です。両研究者は、ASU の物質・輸送・エネルギー工学大学院で学術的な任命を受けています。

多くのセルピンは、体内のバランスが崩れると病気に関連しており、炎症、線維症、がんなどの症状を引き起こします。このファミリーのメンバーの 1 つである SerpinB3 は、悪性度の高い疾患の指標としてがん検査で広く使用されています。

SerpinB3 (扁平上皮癌抗原-1 としても知られる) は、1977 年に子宮頸癌組織で初めて発見されました。セルピン B3 は、肺、肝臓、皮膚の悪性度の高い癌のバイオマーカーとして長い間応用されてきました。これらの癌では、高レベルが不良転帰につながります。

「40年以上にわたり、セルピンB3はがんの増殖と転移を促進するものとして認識されており、臨床診断に使われるほどになった。しかし、長い時間が経った今でも、体内でのセルピンB3の正常な役割は謎のままだった」とヤロン氏は語った。 「しかし、損傷を受け治癒中の皮膚を観察すると、創傷床に移動する細胞が大量のこのタンパク質を生成していることがわかりました。これが上皮損傷を治癒するために人類が進化させた機構の一部であり、がん細胞がそのプロセスを利用して転移することを学習したものであることが明らかになりました。これにより、このタンパク質がより多くの疾患にどのように関与しているかを理解する扉が開かれました。」

研究者らは、治癒中にどの遺伝子のスイッチがオンになるかを追跡することにより、傷ついた皮膚ではセルピンB3レベルが急増していることを発見した。この増加は、高度な生体材料包帯で覆われた創傷で特に顕著であり、この発見は同グループの以前の研究に基づいて構築され、そのような材料がどのように体の自然な修復信号を高めることができるかを示した。

臨床検査では、セルピンB3を追加すると、皮膚細胞がより速く動き、傷を覆うことができ、上皮成長因子と呼ばれるよく知られた治癒ブースターと同じくらい効果的に働きました。 SerpinB3 は、通常は損傷を修復するために移動する皮膚細胞であるケラチノサイトを活性化することによって機能します。スイッチがオンになると、これらの細胞の粘着性が低下して可動性が高まり、傷口に滑り込んで組織を再構築できるようになります。

このタンパク質はまた、体の自然な修復ネットワークを助け、治癒と新しい組織の成長を導きます。治療された傷には、よりきちんと配置されたコラーゲン線維が見られ、コラーゲン線維が支持構造として機能し、皮膚の強度と完全性を回復するのに役立ちました。

研究者らは、SerpinB3が体の広範な治癒システムにどのように適合するかを理解するにはさらなる研究が必要であると指摘しています。セルピンB3は修復を促進するため、時間の経過とともにゆっくりと治る褥瘡やその他の潰瘍などの頑固な傷の治療法としていつか開発される可能性があります。

この研究は、セルピンB3の二重生活を明らかにすることで、身体自身の修復システムをより深く理解することが、どのように傷のより良い治療法、そして癌と闘うための新たな戦略につながる可能性があるかを示している。

ヤロン JR、スペイン、サー、HM、ヒルトン・パーリア J、ロバーツ J、レージ K.
扁平上皮癌抗原-1/SerpinB3 は、内因性の皮膚損傷応答要素です。
Proc Natl Acad Sci US A. 2025 10 28;122(43):e2415164122。土井： 10.1073/pnas.2415164122