脂肪酸結合タンパク質

脂肪酸結合タンパク質（FABP）は、脂肪酸やエイコサノイド、レチノイドなどの他の親油性物質の輸送タンパク質ファミリーです。^{[1] [2]これらのタンパク質は、細胞外膜と細胞内}膜 の間での脂肪酸の移動を促進すると考えられています。^[3] ファミリーのメンバーの中には、親油性分子を細胞外膜からPPARなどの特定の細胞内受容体に輸送すると考えられているものもあります。^[4] FABPは、エンドカンナビノイドのアナンダミド（AEA）を「可溶化」する細胞内キャリアであり、AEAをFAAHによる分解に輸送します。また、FABPに結合する化合物はAEAの分解を阻害し、そのレベルを上げます。カンナビノイド（THCとCBD ）は、細胞内キャリアとして機能するヒトFABP（1、3、5、7）に結合することも発見されており、THCとCBDはFABPを標的にしてAEAの細胞内取り込みと異化を阻害する。 ^[5] FABPの競合は、カンナビノイド摂取後に報告されているエンドカンナビノイドの循環レベルの上昇を部分的または全体的に説明できる可能性がある。^[6]脂肪酸結合タンパク質のレベルは、マウスの脳内で加齢とともに低下することが示されており、加齢に伴うシナプス活動の低下に寄与している可能性がある。^[7]

脂肪酸結合タンパク質（FABP）は、細胞脂質代謝において極めて重要な役割を果たすタンパク質ファミリーです。これらのタンパク質は細胞内キャリアとして機能し、細胞内での脂肪酸の輸送と利用を促進します。多様な組織特異的分布とさまざまな細胞プロセスへの関与により、FABP はエネルギー恒常性、脂質代謝、さらには細胞シグナル伝達に大きく貢献しています。脂肪酸結合タンパク質（FABP）は細胞内脂質結合タンパク質（iLBP）ファミリーのメンバーであり、細胞内疎水性リガンドに可逆的に結合し、ペルオキシソーム、ミトコンドリア、小胞体、核などの細胞区画全体に輸送します。^[2]この包括的な調査は、FABP の構造、機能、タイプ、および健康と疾患への影響を詳しく調べることを目的としています。

FABP は、水で満たされた内部結合ポケットと、それを囲む 10 個の反平行なベータシートからなり、ベータバレルを形成する、構造的に保存された小型の細胞質タンパク質です。上面では、2 つのアルファヘリックスがポケットを覆い、結合を制御していると考えられています。FABP は、長鎖 (C16-C20) 脂肪酸、エイコサノイド、胆汁酸塩、ペルオキシソーム増殖因子に結合する能力など、幅広い特異性を持っています。FABP は強力な進化的保存性を示し、ショウジョウバエ、線虫、マウス、ヒトなど、さまざまな種に存在します。ヒトゲノムは、機能すると推定される 9 つのタンパク質コード FABP 遺伝子で構成されています。最も最近特定されたファミリー メンバーである FABP12 は、あまり研究されていません。^[2]

FABP の主な機能は、その特徴的な構造によって決まり、選択性、親和性、結合メカニズムがそれぞれ異なるにもかかわらず、脂肪酸を結合し、摂取、輸送、消費することです。^[8] FABP は疎水性脂肪酸の溶解性を高め、水性細胞質内での効率的な輸送を可能にします。FABP は、細胞外環境からの脂肪酸の取り込みと、その後の核、ミトコンドリア、小胞体などの特定の細胞区画への送達にも関与しています。過去 10 年間の研究では、FABP には脂質と脂肪酸の代謝の組織特有の側面を反映する組織特有の機能があることが示唆されています。 FABPの提案されている役割には、腸内での食事性脂質の同化、肝臓脂質の異化および同化経路へのターゲティング、脂肪組織およびマクロファージにおける脂質貯蔵および脂質媒介遺伝子発現の調節、筋肉におけるβ酸化経路への脂肪酸のターゲティング、および神経組織におけるリン脂質膜の維持などがある。^[8]

FABP は脂肪酸と複合体を形成することで脂肪酸の輸送を促進します。この複合体は疎水性脂肪酸を周囲の水性環境から遮断し、細胞質を通過することを可能にします。さまざまな種類の FABP が組織特異的に発現し、さまざまな細胞プロセスに最も必要とされる場所への脂肪酸の効率的な輸送を保証します。研究によると、脂肪酸の細胞内輸送は複雑で動的なプロセスであり、直接的または間接的に細胞の複数の機能に影響を及ぼし、特に正常細胞における重要な生化学的プロセスを制御し、遺伝子発現の調節、細胞発達、代謝、酵素および転写ネットワークを介した炎症反応などが含まれます^{[9] 。 [10]}

FABP は脂肪酸輸送の役割以外にも、細胞シグナル伝達経路にも関与しています。脂肪酸を核に輸送することで、FABP は転写調節に関与する核受容体の活性を調節することができます。この相互作用は遺伝子発現に影響を及ぼし、脂質代謝に関連するものを含む細胞プロセスの全体的な調節に寄与します。

FABP は脂質代謝に不可欠であり、エネルギー恒常性に寄与するさまざまなプロセスに関与しています。これらには、脂肪酸の取り込み、貯蔵、酸化が含まれます。脂肪細胞では、A-FABP は脂肪酸をトリグリセリドとして貯蔵する役割を担い、肝臓では、L-FABP が脂質代謝とコレステロール恒常性の調節に寄与しています。肥満、高尿酸、高血中脂肪、高血圧、2 型糖尿病、動脈硬化などのメタボリック シンドロームは、食習慣や一般的なライフスタイルに大きな変化が生じたことにより、ますます注目を集めています。蓄積された証拠から、FABP5 のレベルは、脂肪細胞とマクロファージでの発現を通じて、慢性代謝性疾患の発症と密接に関連している可能性があることがわかります。^[11]

FABP にはいくつかの異なるタイプが特定されており、それぞれが組織特異的な分布を示します。代表的な例としては、次のものがあります。

• 肝臓型 FABP (L-FABP): 主に肝臓に存在し、肝細胞における脂肪酸の取り込みと代謝に関与しています。
• 心臓型 FABP (H-FABP): 心筋に豊富に存在する H-FABP は、心臓でのエネルギー生成のための脂肪酸の輸送と利用に貢献します。
• 脂肪細胞 FABP (A-FABP): 脂肪組織に存在する A-FABP は、脂肪細胞における脂肪酸の貯蔵と放出を含む脂質代謝において重要な役割を果たします。
• 腸管 FABP (I-FABP): 腸管に存在する I-FABP は、食物中の脂肪酸の吸収と輸送に不可欠です。

FABP の各タイプは、それぞれの組織内での脂肪酸の代謝と利用において特定の役割を果たしており、このタンパク質ファミリーの機能的多様性を強調しています。

FABP の調節異常はさまざまな代謝障害に関係していることが示されており、潜在的な治療ターゲットへの洞察を提供しています。たとえば、肥満では、脂肪組織で FABP の発現が変化していることが多く、脂質代謝異常の一因となっています。最近、脂肪組織におけるマクロファージの蓄積は、肥満によって引き起こされる脂肪組織の炎症反応の特徴であり、したがってインスリン抵抗性などの代謝結果に寄与している可能性があることが示唆されています。^[12]糖尿病では、FABP はインスリン感受性とグルコース代謝に影響を与える可能性があります。さらに、心血管疾患では、心臓と血管における FABP の調節異常が脂肪酸の利用に影響を与え、病状の一因となる可能性があります。

疾患状態におけるFABPの特定の役割を理解することは、標的療法の開発につながる可能性のある、活発な研究分野です。FABPの活性または発現を調節することで、異常な脂質代謝に関連する症状への介入の新たな道が開ける可能性があります。したがって、FABPの機能を変更する薬理学的薬剤の作成により、脂質シグナル伝達経路、炎症反応、代謝調節の組織特異的または細胞型特異的な制御が可能になり、多適応症治療薬の新しいクラスが提供される可能性があります。^[13]

脂肪酸結合タンパク質 (FABP) は、細胞の脂質代謝における役割といくつかの生理学的プロセスへの関与により、さまざまな医療用途で大きな期待が寄せられています。FABP の主な医療用途は次のとおりです。

心血管疾患: 血漿中の FABP、特に心臓型 FABP (H-FABP) のレベルの上昇は、急性心筋梗塞と関連しています。FABP の測定は、心血管イベントの早期診断と予後に役立ちます。 肝疾患: 肝臓型 FABP (L-FABP) は、非アルコール性脂肪性肝疾患 (NAFLD) や肝硬変などの肝疾患の潜在的なバイオマーカーとして研究されてきました。L-FABP レベルをモニタリングすると、肝機能と病理に関する洞察が得られます。

肥満と糖尿病: FABP、特に脂肪細胞 FABP (A-FABP) は、肥満とインスリン抵抗性に関連しています。FABP レベルをモニタリングすると、個人の代謝状態に関する情報が得られ、FABP を標的とすることで、肥満関連の合併症を管理するための治療戦略が得られる可能性があります 。2 型糖尿病: FABP はインスリン抵抗性に関係しています。その発現と機能を研究することで、2 型糖尿病の根底にあるメカニズムをより深く理解し、標的療法の開発につながる可能性があります。

薬物介入のターゲット: FABP は薬物開発の潜在的なターゲットと考えられています。FABP の活性を調節することは、脂質代謝を調節し、アテローム性動脈硬化症、メタボリック シンドローム、および異常な脂肪酸処理に関連するその他の障害などの症状に対処するための戦略となる可能性があります 。抗炎症療法: FABP は炎症反応に関与しており、これを標的とすることは炎症性疾患の治療アプローチとなる可能性があります。たとえば、FABP を阻害すると、特定の疾患に関連する炎症が緩和される可能性があります。

アルツハイマー病: FABP、特に FABP7 は、アルツハイマー病などの神経変性疾患に関係していると考えられています。脳脂質代謝におけるその役割を理解することで、疾患のメカニズムや潜在的な治療ターゲットに関する洞察が得られる可能性があります。 神経保護: いくつかの研究では、FABP、特に脳型 FABP (B-FABP) が神経保護の役割を果たす可能性があることが示唆されています。その発現や活性を調節することは、脳卒中などの疾患における神経保護の戦略として検討できる可能性があります。

予後マーカー: さまざまな癌において、特定の FABP の発現の変化が観察されています。これらは予後マーカーとして機能する可能性があり、癌細胞の代謝におけるその役割を理解することで、標的療法への道が開かれる可能性があります。 薬物送達: FABP は、癌細胞への標的薬物送達の可能性について研究されてきました。治療薬を FABP に結合する分子と結合させることで、これらのタンパク質を発現している癌細胞への薬物送達を強化できる可能性があります。

IBD のバイオマーカー: 腸管 FABP (I-FABP) を含む FABP は、炎症性腸疾患の潜在的なバイオマーカーとして研究されてきました。血清中のレベルの上昇は、腸粘膜の損傷を示している可能性があります。

再生と修復:表皮 FABP (E-FABP) などの FABP は皮膚細胞で発現し、皮膚の再生と創傷治癒に役割を果たす可能性があります。それらの機能を理解することは、組織修復を強化するための戦略に貢献する可能性があります。

このファミリーのメンバーは次のとおりです:

• 米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)の脂肪酸結合タンパク質