tPA（組織プラスミノーゲン活性化因子）

tPA

組織プラスミノーゲンアクチベーター（tPA：tissue plasminogen activator）は、血管内皮細胞（血管内に存在する細胞）に発現するセリンプロテアーゼであり、血栓溶解（プラスミンによる血栓分解）に関与する。tPA酵素はプラスミノーゲンからプラスミンへの変換を触媒する。tPAは塞栓性または血栓性脳卒中の研究に用いられる。tPAは組換えバイオテクノロジーにより製造可能であり、この方法で作製されたtPAは組換え組織プラスミノーゲンアクチベーター（rtPA）と呼ばれる。

図1．tPAのタンパク質構造。

概要

血液凝固は、損傷組織由来の物質により誘発される酵素反応であり、最終的にフィブリンモノマーが形成され、血栓を形成する。数日後、フィブリン血栓は線溶酵素系により分解される。本系の中心的酵素成分は、血漿および多くの血管外液に存在する糖タンパク質であるプラスミノーゲンである。プラスミノーゲンはセリンプロテアーゼの不活性前駆体（ザイモーゲン）であり、プラスミノーゲンアクチベーターにより部分的に切断されることで、活性型であるプラスミンへと変換される。ヒト体内では、組織型プラスミノーゲンアクチベーター（t-PA）および尿型アクチベーター（u-PA）の2種類のプラスミノーゲンアクチベーターが同定されている。t-PAは血中におけるプラスミノーゲンの主要な活性化因子である一方、u-PAは組織関連のプロテオリシスにおいて主要な機能を担い、血管内フィブリン除去能はt-PAに次ぐ。線溶は主としてフィブリン表面により開始・増幅される。フィブリン表面は、線溶系の多数の構成要素（特にプラスミノーゲンおよびt-PA）を最適化する結合部位を提供する。この促進作用により、フィブリン沈着部位におけるプラスミノーゲンおよびt-PAの局所濃度が高まり、プラスミン活性の局在化が可能となる。プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター-1（PAI-1）およびプラスミン阻害因子が抑制的制御を担う。PAI-1は血漿中で最も強力なt-PA阻害因子であり、循環中のt-PAの大部分は本阻害因子と結合している。

構造

ヒトt-PAは分子量68 kDaのセリンプロテアーゼで、530または527アミノ酸から構成され、7～13%の糖鎖を含む。本分子は自律的機能を有する5つの異なるドメイン構造からなる。フィンガードメインおよび2つのクリングルドメインはt-PAのフィブリン結合に関与し、上皮成長因子（EGF）ドメインは肝臓での迅速なクリアランスに関与する。セリンプロテアーゼドメインには、セリン、ヒスチジン、アスパラギン酸からなる活性部位領域が含まれる。これらは一次構造上では互いに離れているが、タンパク質の立体構造形成後には近接して配置される。本領域はプラスミノーゲンのArg561-Val562結合を切断し、プラスミンとして活性化する。

合成および分泌

t-PAは主として血管内皮細胞で合成され、持続的に血漿中へ分泌されるほか、急性放出としてt-PAが放出される場合がある。後者は特定の内皮細胞受容体が刺激された際に生じる。血管系の部位によりt-PA分泌量は異なり、上肢におけるt-PA分泌量は下肢の4倍である。t-PAには一鎖型t-PA（sct-PA）と二鎖型t-PA（tct-PA）の2形態が存在する。一鎖型は内皮細胞から分泌されるt-PAの天然型であり、二鎖型はプラスミンのタンパク質分解活性により生じる。いずれの形態も触媒活性を有し、フィブリン存在下では類似した酵素学的特性を示す。

制御

t-PAとPAI-1の相互作用および血漿中での協調的な挙動は非常に複雑である。血漿中のt-PA抗原量およびPAI-1抗原量の総量は通常強い正の相関を示し、t-PAとPAI-1の合成およびクリアランスが生物学的に連動していることを示唆する。しかし、PAI-1濃度の上昇はt-PA産生の増加をもたらすものの、必ずしも活性型t-PA含量の増加には直結しない。これに対し、t-PA活性はPAI-1抗原およびt-PA抗原と逆相関を示すように見える。t-PA総量の増加がt-PA活性の低下につながるため、この相関は一見すると解釈が難しい。

t-PAの解析方法

ヒト血漿中のt-PA濃度を測定するための各種手法が報告されている。これらは、t-PAに特異的な検出法と、非特異的な包括的検出法に大別される。現在一般的な手法として、全グロブリン血栓の溶解時間およびフィブリンプレート法の測定がある。t-PA特異的解析には、t-PA抗原（すなわち遊離t-PAおよびt-PA/PAI-1複合体）を測定する免疫学的手法と、機能的手法が含まれる。後者は、発色性プラスミン基質および賦活剤を用いる発色（クロモジェニック）アッセイ、またはモノクローナル抗体と発色性プラスミン基質の組合せを用いる生物学的免疫測定法である。

参考文献