高速原子間力顕微鏡が捉えた乳癌治療薬フルベストラントの新たな作用 ーエストロゲン受容体の「かたち」と「動き」の変化を可視化ー

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2026-09-29 九州大学

九州大学と金沢大学の研究グループは、乳癌治療薬フルベストラントが結合したエストロゲン受容体α(ERα)の1分子レベルの「形」と「動き」を、高速原子間力顕微鏡(高速AFM)でリアルタイムに観察することに成功した。ERαはエストロゲンを受け取り遺伝子発現を制御するタンパク質で、乳癌の進展に重要な役割を持つ。研究では、薬剤なし、エストラジオール、フルベストラント、4-ヒドロキシタモキシフェンを比較し、フルベストラント結合時だけERαの見かけの分子体積が小さくなり、表面上を速く動くことを発見した。また、伸縮を繰り返す「ひも状」の柔軟な構造が現れ、天然変性領域が露出・可動化する可能性も示された。これらの結果から、フルベストラントは単にERαを分解へ導くだけでなく、受容体そのものの構造状態と動態を変化させることで作用する可能性が示された。新たな乳癌治療薬の設計指針につながる成果である。

高速原子間力顕微鏡が捉えた乳癌治療薬フルベストラントの新たな作用 ーエストロゲン受容体の「かたち」と「動き」の変化を可視化ー
薬剤の違いによって変化するエストロゲン受容体αの動き(左)と 表紙に採択されたイメージ図(右)

<関連情報>

高速原子間力顕微鏡により、フルベストラント結合エストロゲン受容体αの単一分子ダイナミクスが明らかになる High-Speed Atomic Force Microscopy Reveals Single-Molecule Dynamics of Fulvestrant-Bound Estrogen Receptor α

Reon Imakawa;Kota Aramaki;Takeru Kajiyama;Kota Yoshimura;Towa Onohara;Keesiang Lim;Richard W. Wong;Ayami Matsushima
The Journal of Physical Chemistry Letters  Published:September 04, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.6c01784

Abstract

Fulvestrant is a selective estrogen receptor downregulator (SERD) that antagonizes estrogen receptor α (ERα) and also promotes receptor degradation. However, how it affects full-length ERα dynamics at the single-molecule level remains unclear. Here, we used high-speed atomic force microscopy (HS-AFM) to directly visualize the dynamic behavior of full-length ERα under fulvestrant-bound, ligand-free, and other ligand-bound conditions. Among the four conditions, fulvestrant-bound ERα alone showed a reduced apparent molecular volume and increased surface mobility, behaving distinctly from the ligand-free, E2-bound, and 4-OHT-bound states. These results indicate that fulvestrant not only drives ERα inactivation and degradation but also is associated with changes in the observed molecular morphology and dynamics of full-length ERα. Our study provides direct single-molecule observation of altered molecular behavior under fulvestrant-bound conditions, which we interpret as reflecting changes in the conformational ensemble of full-length ERα.

医療・健康
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