2021年10月5日 09:30
分子機能研究所(埼玉県三郷市)の辻一徳(ツジ モトノリ)と民間研究所は、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の病原ウイルスである新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)の感染予防において、国内で一般に流通しているオーラルケア製品に含まれる成分の一部にウイルス感染経路を遮断できる効果を見出し、その成果が2021年9月3日(2021年3月19日プレプリント投稿)、PLOS ONE誌に受理され、2021年9月17日にオープンアクセスで出版されました。本研究は、オーラルケア製品に含まれる成分がSARS-CoV-2感染経路を遮断できる効果があるとする最初の研究成果として注目されます。
新型コロナウイルス感染経路
【背景】
新型コロナウイルス(重症急性呼吸器症候群-2(SARS-CoV-2))はCOVID-19の病原ウイルスとして同定されました。SARS-CoV-2はその強力な飛沫、接触、あるいは空気感染力により世界中に蔓延し、パンデミックを引き起こしました。2021年10月1日現在、全世界での感染者数は2億3千万人を超え、500万人を超える死者が報告されています。国内では第5波にあると考えられており、2021年9月30日で解除されましたが、緊急事態宣言や蔓延防止等重点措置の発出が繰り返される事態となっています。国内では、ファイザー社、モデルナ社、アストラゼネカ社製ワクチンの接種が進んでいますが、変異ウイルスの蔓延もあり、第6波が懸念されています。
【成果】
今回の研究では、オーラルケア製品に含まれる成分の一部が変異型も含めSARS-CoV-2の感染経路を遮断する可能性が高いことを民間研究所での実験で確認し、分子機能研究所の辻一徳が構造ベースインシリコ創薬技術(ドッキングシミュレーション技術)で阻害様式を予測して実験結果を裏付ける根拠を得ることに成功しました。
口腔はウイルスを含む飛沫を直接取り込む入り口であり、感染リスクの極めて高い部位であるため、口腔での感染予防は非常に重要と考えられます。
新型コロナウイルスの表面にはスパイクと呼ばれる突起があり、これが口腔内の細胞表面上にあるアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)と結合することをきっかけに感染がおこります。ウイルスが人の細胞内に侵入してウイルス複製増殖するためにはスパイクがACE2と結合する位置(レセプター結合領域：RBD)で別の酵素(TMPRSS2)によって切断されることが必須過程で、オーラルケア製品に含まれる成分の一部が、ACE2とTMPRSS2の両方に対して阻害活性を示すことが分かりました。
【今後の期待】
新型コロナウイルス感染予防として、マスク着用、手洗い、うがいなどが推奨されていますが、オーラルケア製品の新型コロナウイルスに対する効果は、これまであまり調べられていませんでした。しかしながら、今回の研究では、日々のオーラルケアが感染予防に重要であることを強く示唆しており、マスク着用、手洗い、うがい、接触部位のウイルス除去(アルコール洗浄等によるウイルス除去)に加えて、オーラルケアを併用することが、感染予防をさらに効果的にすると期待されます。*
* 「使用上の注意」を守って適切にオーラルケアを行ってください。オーラルケア製品を長時間口腔内に留めるような使用はかえって口腔内粘膜を傷つける可能性があります。
【成果の応用】
分子機能研究所の辻一徳は、独自に開発した構造ベースインシリコ創薬システムを用いて、2020年3月に新型コロナウイルス治療薬に関する世界初の大規模仮想スクリーニング(インシリコスクリーニング)を実施し、国内最初の抗新型コロナウイルス治療薬医薬品候補リストを欧米の学術誌に論文発表して海外で高く評価されており、また、国内学会でも新型コロナウイルス関連研究で奨励賞を受賞しています。今回の民間研究所との研究成果でも分子機能研究所のインシリコ創薬技術が活かされました。辻一徳は民間研究機関だけでなく、大学研究機関ともすでに複数の新型コロナウイルスに関する共同研究を実施しており、今後の研究成果が期待されます。
【用語の説明】
インシリコ創薬：コンピュータ上で医薬品の創生に関わる学問分野。
スパイク：ウイルス表面にある突起状の構造(3量体の糖タンパク質複合体)でレセプター結合領域(RBD)と呼ばれる領域をもち、人の細胞表面にあるアンジオテンシン変換酵素2をRBDで認識して結合することでウイルス感染する。RBD領域にあるアミノ酸残基が突然変異することで様々な強毒化した変異ウイルスが確認されている。
アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)：通常は血圧上昇に関係するタンパク質(酵素)であるが、ウイルスのスパイクはACE2と結合することをきっかけに感染する。
II型膜貫通型セリンプロテアーゼ(TMPRSS2)：人の細胞表面に存在するタンパク質(酵素)で、カモスタットが結合して阻害活性を示し、SARS-CoV-2の感染を抑制することが早くから知られている。ウイルス表面のスパイクタンパク質のRBD領域を切断して、ウイルスの人細胞内への感染を許してしまうため、TMPRSS2の阻害剤が新型コロナウイルスの感染を抑制することが分かっている。
阻害剤：酵素機能を失活させる医薬品などの化学物質(化合物)。
構造ベース：タンパク質分子や核酸分子などの生体高分子の立体構造情報を利用する方法。
ドッキングシミュレーション：コンピュータ上で医薬品などをタンパク質などの生体高分子と結合させ、エネルギー計算に基づいて阻害剤などの医薬品になりうるかを予測する技術。
インシリコスクリーニング、仮想スクリーニング：数万化合物以上を一気にドッキングシミュレーションし、エネルギー計算に基づいて医薬品候補化合物を絞り込む技術。
【本件に関するお問い合わせ先】
分子機能研究所(Institute of Molecular Function)
〒341-0037 埼玉県三郷市高州2-105-14
TEL ： 048-956-6985
FAX ： 048-956-6985
E-Mail： support@molfunction.com
【関連リンク】
分子機能研究所 ： https://www.molfunction.com/jp/
PLOS ONE誌 ： https://journals.plos.org/plosone/
分子機能研究所Facebook： https://www.facebook.com/MolecularFunction/
辻一徳URL ： https://www.molfunction.com/tsuji_jp/
辻一徳YouTube ： https://www.youtube.com/channel/UCjZxRYJVvE-Nus45s0I82GA/videos?view=0&sort=dd&shelf_id=0
ドラッグリポジショニングの観点に基づく世界初大規模仮想スクリーニングによる抗新型コロナウイルス治療薬医薬品候補リストに関する資料：
https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2211-5463.12875
https://www.dreamnews.jp/press/0000214649/
