薬の副作用の影響を排除し、標的タンパク質の機能解析を可能にする新技術を開発 〜GPCRを標的としたより安全で効果的な疾患治療法の創出に期待〜

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2026-10-05 名古屋大学

名古屋大学などの研究グループは、薬剤の「オフターゲット効果」による影響を排除し、特定のタンパク質本来の機能を解析できる化学遺伝学的手法「ESCAPE法」を開発した。従来、GPCRなどの受容体機能を調べる際には阻害薬が使われてきたが、薬剤が標的以外のタンパク質にも作用するため、観察された現象が標的受容体によるものか判別しにくい問題があった。ESCAPE法は、標的GPCRを選択的に操作することで、この問題を回避する。研究では重要な創薬標的であるアデノシンA2A受容体(A2AR)に適用し、低酸素環境下で神経細胞が突起を伸ばすシグナル機構を明らかにした。さらにゲノム編集を用いて、生体に近い環境でも機能することを確認した。本技術はGPCRの機能解明だけでなく、薬剤の作用機序の理解や、より安全で選択性の高い治療薬の開発、神経疾患研究への応用が期待される。

薬の副作用の影響を排除し、標的タンパク質の機能解析を可能にする新技術を開発 〜GPCRを標的としたより安全で効果的な疾患治療法の創出に期待〜

 

<関連情報>

ESCAPEは、GPCRシグナル伝達の受容体特異的な化学遺伝学的解析を可能にする ESCAPE enables receptor-specific chemogenetic dissection of GPCR signaling

Yuma Matsuoka ∙ Hajime Inoue ∙ Tatsuki Hori, ∙ … ∙ Satoru Takahashi ∙ Tomohiro Doura ∙ Shigeki Kiyonaka
Cell Chemical Biology  Published:October 2, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2026.09.008

Highlights

  • ESCAPE enables off-target-free chemogenetic interrogation of GPCR function
  • ESCAPE-A2AR reveals A2AR-dependent hypoxia-induced neurite outgrowth
  • ESCAPE generalizes across class A GPCRs, including 5-HT2AR
  • ESCAPE interrogates endogenous GPCRs at physiological expression levels

Summary

G-protein-coupled receptors (GPCRs) are essential mediators of cellular processes, and their dysfunction is implicated in various diseases. Although pharmacological approaches are powerful for elucidating GPCR functions, careful consideration of potential off-target effects remains crucial. Here, we present an off-target-free chemogenetic platform to dissect the physiological roles of target GPCRs. As a proof-of-concept, we focused on the adenosine A2A receptor (A2AR), a prototypical GPCR involved in neurodegenerative diseases. Leveraging the ligand recognition mechanisms of A2AR, we designed a prominent chemogenetic pair comprising a clinically validated A2AR antagonist and an engineered A2AR mutant that is insensitive to the antagonist but retains responsiveness to adenosine. Using this pair, we uncovered the critical role of A2AR in neurite outgrowth under hypoxic conditions in neuron-like cells, while avoiding potential off-target effects. Furthermore, we demonstrate the generalizability of this chemogenetic approach to other class A GPCRs, offering a versatile platform for receptor-specific dissection of GPCR signaling.

細胞遺伝子工学
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