【新型コロナ】なぜ糖尿病・高齢・肥満で重症化するのか? 脂肪組織とシャペロンタンパク質の関与を解明

2021.10.29
 新型コロナウイルス感染症(COVID-19)で、糖尿病・高齢・肥満が重症化のリスク因子となるメカニズムとして、シャペロンタンパク質である「GRP78」が関与している可能性があることが大阪大学の研究で示された。

 シャペロンタンパク質は、他のタンパク質がホルモン・酵素・神経伝達物質などの機能を発揮するために必要な立体構造を形成する過程を助けるタンパク質。

 研究グループは、GRP78が新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)のスパイクタンパク質と結合し、ウイルスの受容体であるアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)発現細胞への集積を増強することを発見した。

 さらに、糖尿病・高齢・肥満の高インスリン環境では、脂肪組織でGRP78の発現が増加しているとも明らかにした。糖尿病治療薬や、食事や運動などの生活習慣の改善により、GRP78の発現を抑制できることも見出した。

なぜ新型コロナは糖尿病・高齢・肥満で重症化しやすいかを解明

COVID-19でのGRP78の潜在的役割

脂肪組織で、GRP78は糖尿病・高齢・肥満でよくみられる高インスリン環境により誘導される。細胞表面型や分泌型のGRP78は、SARS-CoV-2のスパイクタンパクと結合し、ACE2を発現している細胞との結合や集積を増強させる。
GRP78の細胞内/細胞外での役割から、SARS-CoV-2のさまざまな病態発現やライフサイクル(ウイルスの複製や侵入、全身のACE2発現細胞への感染、炎症など)に深く関わっている可能性がある。
出典:大阪大学、2021年

 大阪大学の研究グループは、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)で、糖尿病・高齢・肥満がリスク因子となる理由として、脂肪組織とシャペロンタンパク質である「GRP78」との関与を示した。

 GRP78は小胞体に局在し、新生タンパク質の高次構造の形成を助けるシャペロンタンパク質。ストレス環境では、GRP78は細胞表面や血中に分泌され、内因性・外因性のタンパクと結合しさまざまな病態に関係している。

 また、「GPR78」は様々なウイルスと結合し、ウイルスの複製や細胞への侵入などウイルスのライフサイクルに関与していることが知られている。しかし、GPR78とCOVID-19の関連については不明だった。

 研究グループは今回、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)のスパイクタンパクを用いた生化学実験を行い、細胞ストレスにより誘導される細胞表面型または分泌型のGRP78が、SARS-CoV-2のスパイクタンパクと結合し、ウイルスの受容体であるアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)を発現している細胞への集積を増強させることを見出した。

 また、GRP78は脂肪組織で高発現しており、COVID-19の危険因子である加齢・肥満・糖尿病などの高インスリン環境により誘導されることを発見した。

 さらに、糖尿病治療薬や生活習慣の改善(食事や運動など)により、その発現を抑制できることを明らかにした。

 研究は、細胞外GRP78、とくに分泌型のGRP78がSARS-CoV-2のスパイクタンパク質に結合し、ACE2発現細胞への集積を増強させることを発見したはじめての報告となる。COVID-19病態の科学的な理解を深めるとともに、新たな予防・治療法の創出につながるものだとしている。

 研究は、大阪大学大学院医学系研究科のシンジフン助教(糖尿病病態医療学寄附講座)、下村伊一郎教授(内分泌代謝内科学)らの研究グループによるもの。研究成果は、米国糖尿病学会誌「Diabetes」にオンライン掲載された。

大阪大学大学院医学系研究科 糖尿病病態医療学寄附講座
Possible Involvement of Adipose Tissue in Patients With Older Age, Obesity, and Diabetes With Coronavirus SARS-CoV-2 Infection (COVID-19) via 「GRP78」 (BIP/HSPA5): Significance of Hyperinsulinemia Management in COVID-19(Diabetes 2021年10月6日)

[ TERAHATA / 日本医療・健康情報研究所 ]

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