薬 剤 学, 77 (6), 301-305 (2017)≪若手研究者紹介≫

UDP-グルクロン酸転移酵素と出会って藤原亮

一* Ryoichi Fujiwara

北里大学薬学部薬剤学教室

1．はじ

め

ら 12 年経った現在も UGT についての研究を続けるにことになるとは，その時は想像もしていなかった．

筆者は 2004 年 3 月に北里大学薬学部を卒業した．

UGT 研究は中島美紀准教授（現・教授）に指導し2 日間の薬剤師国家試験が 3 月 28 日に終わり，そのていただいたが，ピペットマンの扱い，バッファー翌日に軽自動車で鎌倉から金沢へ向かった．4 月 1の調製，HPLC の操作など，実験面で面倒を見てく日に横井毅教授（現・名古屋大学教授）が主宰されださったのは 1 つ上の学年の山中洋幸先輩であっていた金沢大学大学院薬物代謝化学研究室を訪問した．最初の課題はヒト UGT 発現ベクターの構築でた．国立大学における厳しい研究生活のスタートをあったため，PCR で増幅した産物を精製しては大腸覚悟していたが，横井教授の口からは「今週中はし菌に組み込む作業が長く続いた．最初に行った際はっかりと生活準備をするように」と意外な言葉が出全ての作業が遅れてしまい，PCR 産物の精製が終わてきた．優しい言葉を真に受け，兼六園を訪れるな

ったのは夜 11 時を過ぎていた．今日はここまでとど数日間はゆっくりと過ごした．結局金沢には 4 年

思って実験室を出たが，山中先輩は「続けてライゲ半住んだが，このようなのんびりとした時間は二度ーションとトランスフォーメーションをしましょうと訪れなかった．

か」と言って実験室へ戻ってしまった．たしかに，

2．想像を超える研究生活のスタート

オーバーナイトのインキュベーションが必要なトランスフォーメーションを翌日に持ち越すのは非効率

外部から横井ラボに入った 2 人の大学院生に対し的ではあるが，当時はそのようなことを知らなかっ研究テーマは 2 つ準備されており，1 つはシトクロたため山中先輩の発言を理解するのに苦しんだ．深

ム P450（CYP），もう 1 つは UDP-グルクロン酸転

夜 2 時過ぎにようやく作業が終わったが，さすがに移酵素（UGT）に関する研究であった．もともと他の院生は皆帰宅していた．このように毎日夜遅くCYP に興味を持って進学を決めたので，もちろんまで嫌な顔ひとつせず指導して下さった山中先輩

CYP の研究を手掛けたかった．しかし，もう 1 人のに，筆者は非常に感謝している．

院生がどうしても CYP 研究を行いたいと言うため，同級生は次々と学会発表や論文発表を行っていた筆者は（渋々と）UGT の研究を引き受けた．それかが，筆者の最初の研究テーマがまとまったのは博士*2004 年，北里大学薬学部卒．2008 年，金沢大学大学
院自然科学研究科博士課程修了，博士号（薬学）取得．
2008〜2012 年，カリフォルニア大学サンディエゴ校博士研究員．2012〜2015 年，北里大学薬学部助教．2015
年〜現在，同講師．2016 年，日本薬物動態学会奨励賞受賞．研究テーマ：薬物代謝酵素，毒性の予測，皮膚．
趣味：ハーフマラソン，テニス．連絡先：〒108–8641 東
京都港区白金 5–9–1
E-mail：fujiwarar@pharm.kitasato-u.ac.jp

課程に進学してからであった 1）．ここで，この時の研究成果について簡単に紹介させていただきたい．
古くより UGT はホモダイマーやホモテトラマー等のホモ多量体を形成する可能性が示唆されていたが，ヒト UGT が異なる分子種間でダイマー等の多量体を形成するのか否か，またそのような異分子種間のタンパク相互作用が酵素活性に影響を与えるか

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否かは不明であった．そこで，ヒト肝臓における主ず，と思い込むことも大事である．現在も研究室内要分子種である UGT1A1，UGT1A4，UGT1A6，おのミーティングに加え，学内の外部研究者による講よび UGT1A9 の発現ベクターを構築し，2 つの分子演や学会等で積極的に質問し，発表者と意見交換を種を同時に発現する UGT 異分子種共発現 HEK293行うよう心がけている．

細胞を樹立した．UGT 分子種特異抗体を用いた免疫沈降，Native-PAGE，また酵素の耐熱性解析によ4．Tukey 博士と出会いカリフォルニアへり，ヒト UGT がヘテロ多量体を形成することを明

博士課程に進学した 2006 年に初めて国際学会にらかにした．さらに，それぞれの分子種を単独で発参加した．論文でよく目にする名前のタグを付けた現する細胞と共発現細胞における酵素活性は異なる

研究者を見つけては，非常に興奮したのを今でもよことが明らかとなった．例えばプロポフォールはく覚えている．その中の 1 人がカリフォルニア大学

UGT1A9 の特異基質であるが，UGT1A9 によるプサンディエゴ校で教授を務め，古くより UGT の研

ロポフォールグルクロン酸抱合反応の Vmax 値は，究を手掛ける Tukey 博士であった．懇親会の会場でUGT1A4 や UGT1A6 共発現時に顕著に上昇するこTukey 博士を見かけ，自分も UGT 研究者であることが示された．これらの結果より，ヒト UGT はヘと，またポスター発表を見に来て欲しいと片言の英テロ多量体を形成し，この異分子種間のタンパク相語で伝えた．ポスター発表日，約束通りに Tukey 博

互作用は酵素活性に影響を与えていることを明らか

士は筆者のポスターに足を運んでくれた．研究内容にした．の説明はぎこちないものであったが，要点は伝わっていたと思う．握手をした後，Tukey 博士はポスド3．大学院で学んだことクとしてカリフォルニア大学に来ないかと誘ってく大学院において幅広い研究手法を学び，論文の読れた．なんとなく海外での研究経験を得たいと思っ

解，執筆能力も身につけたが，特に横井教授・中島ていたが，当時は博士課程の 1 年目であったため，准教授が熱心に指導してくださったのは，ミーティ修了は 2 年以上も先のことであった．ポスドクといング時に積極的に質問する等の，発言し意見交換をう言葉の意味も理解していなかった．帰国し，再びする重要性であった．筆者は小学校〜高校と，クラ研究に没頭する日々に戻った．

スメートの前で発言することを苦手としており，大博士課程 3 年目となり，将来について具体的に考学では教室内に 300 人近くの学生がいたため，発言える時期となった．大学教員となって教壇に立つこする機会はほとんど無かった．横井ラボでは週に 2とを夢見ていたが，それと同時に海外で研究を行い回のミーティングで研究報告や論文紹介が行われてたい希望も強く持つようになっていた．そこで 2 年いたが，他の学生が発表する内容についていくこと前に会った Tukey 博士にメールを送り，ポスドクにができず，質問できないでいる時期が続いた．次第なりたいと伝えた．1 カ月経っても返信は無かったに質問しないことに慣れてしまい，研究室内のミーため，学会時に言われたことは社交辞令であったか

ティングのみならず，他大学や企業の研究者によると残念な気持ちでいたが，その後突然「OK」と非講演の際も，質問することは無かった．修士 2 年に常に短いメールが送られてきた．後から聞いた話でなった頃，筆者を含む特に質問数が少なかった学生

あるが，どうやら送ったメールはジャンクメールと数人は横井教授に名指しで注意された．叱られるこ判断されていたようであった．博士論文発表を終え，とに慣れていなかったため内心で反発したが，注意2008 年 9 月にアメリカへ飛び立った．

は至って正当なものであったため，これを機にミー

金沢大学における大学院時は主に薬物代謝というティングに対する考えが変わっていった．ミーティ

薬学的な視点で UGT の研究を行ったが，カリフォングで質問することを心がけると，自然と発表をよ

ルニア大学では UGT の基質となる内因性物質の代り注意深く聞くようになり，ミーティングが有意義謝に着目した研究を手掛けることになった．ここでで楽しいものに変わった．的外れな質問かもしれな

簡単に留学時の研究内容を紹介させていただきた

い，と心配し質問することを躊躇うことは今もある

い 2）．UGT 分子種の 1 つである UGT1A1 は神経毒が，似たようなことを疑問に思う人は他にもいるは性を有するビリルビンの主要な代謝酵素である．ヒ

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Fig. 1 ヒト化 UGT1A1 マウスにおける血中ビリルビン値と UGT1A1 発現野生型マウス（WT）の血清は透明であり，ビリルビン値は低値を示した．その一方で，ヒト化 UGT1A1（hUGT1A1）の血清はビリルビン特有の黄色を呈し，ビリルビン値は高値を示した．
新生児ヒト化 UGT1A1 マウスの肝臓には UGT1A1 タンパクの発現はほとんど認められなかったが，小腸には高く発現していた．

トの新生児は血中ビリルビン値の上昇（黄疸）が生腸における UGT1A1 発現量は低く，ビリルビン値理的に認められる．黄疸が重度の場合は血中に存在が低い生後 21 日目はその発現が高い傾向が認めらするビリルビンが脳へ到達し，核黄疸と呼ばれる脳れた（Fig. 1）．この他にも，数種類の誘導剤で小腸障害を引き起こす．従って，ビリルビン値が高値を特異的に UGT1A1 を誘導すると，どれも血中ビリ示す新生児は核黄疸の発症を予防する目的で，光線ルビン値を減少させる結果となった．これらの結果療法等の治療を受ける必要がある．古くより，ヒトから，肝臓における UGT1A1 の発現不全が新生児新生児の生理的な黄疸は肝臓の UGT1A1 によるビ黄疸の発症原因であり，また新生児期のビリルビンリルビン代謝能が低いために発症すると考えられて代謝は主に小腸 UGT1A1 が担っていることが明らいたが，これまでに実験的にそれを証明するデータかとなった．

は得られていなかった．同じ哺乳類のマウスやラットは新生児黄疸を発症しないことから，新生児期の5．北里大学薬学部に着任し，初めての講義と研究指導

ビリルビン代謝には種差が存在すると考えられた．
そこで，Ugt1a1 を欠損するマウスとヒト UGT1A1

2012 年 4 月より，伊藤智夫教授が主宰される北里ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス を 交 配 し， ヒ ト 化大学薬学部薬剤学教室にて助教をさせていただいてUGT1A1 マウスを作製した．この UGT1A1 遺伝子いる（2015 年より講師）．これまでと大きく変わるのみヒト型となったヒト化 UGT1A1 マウスは，ヒのは，大学で講義を受け持つことと，学生の研究をトと同様に新生児期のみ生理黄疸を発症した（Fig.

指導することである．まず，講義に対する取り組み

1）．生後 5〜21 日のヒト化 UGT1A1 マウスから組を少し紹介したい．

織を単離し UGT1A1 タンパク発現を調べたところ，初めての講義は生物薬剤学の薬物間相互作用につ新生児期の肝臓には UGT1A1 がほとんど発現していてであった．薬物による CYP の可逆的，不可逆いないことが明らかとなった．また興味深いことに，的な阻害，酵素誘導，グレープフルーツジュースや血中ビリルビン値の推移と小腸における UGT1A1

喫煙による酵素阻害や誘導について説明した．非常発現パターンが逆相関していることが明らかとなっに緊張した 75 分間であったが，残念なことに一番た．例えば，ビリルビン値が高い生後 14 日目は小よく覚えているのは，居眠りしている学生が少し多薬 剤 学 Vol. 77, No. 6 (2017)303

かったことである．せっかくわかり易いスライドやた．Solute carrier（SLC）トランスポーターや ATP資料を準備したのに，と腹を立てる気持ちもあったbinding cassette（ABC）トランスポーターの皮膚が，筆者自身も学生の頃に居眠りした経験を持つたにおける発現を網羅的に調べた結果，薬物の輸送にめ，その原因について考えた．講義後に回収したア

関与するトランスポーターの多くは皮膚にも発現しンケートに隅々まで目を通し，学内の他の教員にもていること，またその発現量には著しい個体差が存相談した．その結果，学生にとって講義内容が難し在することが明らかとなった 3）．さらに UGT1A1 も，かったこと，また講義に工夫が必要であることがわ知られていた肝臓，小腸，腎臓等の組織に加え，皮かった．そこで，翌年の講義はよりわかり易く，講膚にも比較的高く発現しており，新生児期のビリル義スピードも遅く，配布資料も重要な部分は空欄にビン代謝に貢献していることが明らかとなった 4）．

し学生に書かせるようにした．アンケート結果は概

6．おね好評であった．その一方で，新しく取り入れたア

わりにクティブラーニングは空振りした．何度か講義中に以上，大学院における研究から始まった筆者のこ学生に質問を投げかけたが，回答は得られなかった

れまでの研究生活を紹介させていただいた．日曜日のである．自分が学生の立場だったら回答していたにもかかわらず中島准教授が RNA の抽出を個別指だろうか？ おそらく，答えが正しいか自信を持つこ導してくださったこと，横井教授が海外出張に出かとができず，回答していなかったであろう．どのよ

けられる前夜にご自宅を訪問し論文の原稿を手渡し

うに工夫すれば学生が自信を持って講義中に発言でたこと，Tukey 博士のご自宅で開催されたパーティきるか考えた結果，おそらく小グループで相談してーに何度も招待され，その都度おいしいサーモンを導いた答えであればある程度自信を持てるだろうとご馳走になったこと，また学部生や大学院生の頃，いう発想に至った．そこで，今度は学生に質問を投

そして教員となってからも，伊藤教授にお忙しい中げかけた際に，近くに座っている学生同士で話し合親身に相談に乗っていただいたこと等，紹介したいう時間を設けた．講義室を歩いて様子をうかがうと，エピソードは他にもたくさんあったが，スペースのみなよく考え，それぞれ答えを導いている様子であ都合で本稿で紹介することができないのは非常に残った．1，2 分経った後に数人の学生に聞いてみる念である．と，面白いようにすぐに回答してくれた．現在もこ現在も多くの大学院生，学部生らと研究を進めてのアクティブラーニングを取り入れて講義を行っている．上記の皮膚の研究に加え，海馬や嗅球等の脳いる．アンケート結果を見る限り，学生も楽しんで内における薬物代謝酵素や，UGT による甲状腺ホルいるようである．

モンの代謝，新規 non-CYP 酵素を調べる研究は，教室に配属となる学生が多いことは私立大学の特学生の発言がきっかけとなって始めたものである 5）．

徴であると思われる．いくつか新しい研究課題を考学生に感謝すると同時に，今後も学生と協力し，医えていたがそれ以上に指導する学生が多かったた療の向上に貢献する研究成果を出せるよう尽力した

め，次第に学生と一緒に研究課題を考えるようにな

い．十分な研究指導は学生の問題解決能力の育成にった．ある学生が，スティーブンス・ジョンソン症繋がり，彼ら彼女らが研究意識を持った社会人とな候群について研究をしたいと言った．それまで筆者ることに期待したい．

は薬物代謝酵素について研究を行っており，薬物代
謝の主要な組織と言えば肝臓や小腸，腎臓等であっ最後に，研究に対し終始厳しく，そして温かくごた．一緒に文献を調べると，皮膚にも特定の薬物代指導してくださいました，伊藤智夫教授，横井毅教

謝酵素や薬物トランスポーターが発現していること

授，中島美紀教授，Tukey 教授に深く感謝申し上げが明らかとなった．皮膚における薬物代謝酵素や薬ます．また，国内外の共同研究者の皆様，研究を共物トランスポーターの発現に個体差が認められる場に進めてくれた大学院生，学部生の皆様に深謝いた合は，それが皮膚特異的な薬物や活性代謝物の蓄積します．に繋がり，スティーブンス・ジョンソン症候群を含む薬物性皮膚障害の原因となる可能性が考えられ
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引用文献1) R. Fujiwara, M. Nakajima, H. Yamanaka, A.
Nakamura, M. Katoh, S. Ikushiro, T. Sakaki, T.
Yokoi, Effects of coexpression of UGT1A9 on enzymatic activities of human UGT1A isoforms, DrugMetab. Dispos., 35, 747–757 (2007).
2) R. Fujiwara, N. Nguyen, S. Chen, R. H. Tukey, Developmental hyperbilirubinemia and CNS toxicity
in mice humanized with the UDP glucuronosyltransferase 1 (UGT1) locus, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, 107, 5024–5029 (2010).
3) R. Fujiwara, S. Takenaka, M. Hashimoto, T.
Narawa, T. Itoh, Expression of human solute carrier family transporters in skin: possible contributor

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(2014).
4) K. Sumida, M. Kawana, E. Kouno, T. Itoh, S. Takano,T. Narawa, R. H. Tukey, R. Fujiwara, Importance ofUDP-glucuronosyltransferase 1A1 expression inskin and its induction by UVB in neonatal hyperbilirubinemia, Mol. Pharmacol., 84 , 679 – 686(2013).
5) Y. Kutsuno, R. Hirashima, M. Sakamoto, H.
Ushikubo, H. Michimae, T. Itoh, R. H. Tukey, R.
Fujiwara, Expression of UDP-glucuronosyltransferase 1 (UGT1) and glucuronidation activity toward endogenous substances in humanized UGT1mouse brain, Drug Metab. Dispos., 43, 1071–1076(2015).

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