トリプターゼ

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1970年代以来、人々は酵素組織染色を通じてトリプシンを使用して肥満細胞（MC）を染色し、MCが染色可能であることを発見しました。これは、MCがトリプシン活性物質を含んでいる必要があることを示しています。1981年、Schwartzらはこの酵素をさらに精製し、MCから放出されることを発見し、その活性の90％以上がある酵素に由来することがわかったため、トリプターゼと名付けられました。1989年にMillerらは最初のタイプのトリプシンcDNAをクローニングし、その後、いくつかのトリプシン様プロテアーゼがクローニングされました。トリプターゼはcDNAおよびタンパク質レベルでα、β、γの3つのカテゴリに分けられ、βの含量が最も高いです。各トリプターゼ遺伝子は6つのエクソンと5つのイントロンを含み、30アミノ酸のリーダーチェーンと245アミノ酸の活性部位をコードしています。アミノ酸配列から推測すると、α-トリプシンとβ-トリプシンは90％の相同性を持っています。主な違いは、β-トリプシンの-3および215アミノ酸がそれぞれアルギニンとグリシンであるのに対し、α-トリプシンはそれぞれグルタミンとアスパラギン酸であることです。両者の構造的な違いが、活性の違いを決定します。

図1. トリプターゼのタンパク質構造。

構造

Pereiraらは、人間のβ-トリプターゼの結晶構造が環状ホモテトラマーであり、その結晶は4つのモノマーで構成されていることを明らかにしました。4つのモノマーは、それぞれの4つの角に活性中心を持ち、比較的狭い中央の穴（50A×30A）を指しており、複数の阻害剤の影響を防ぎます。α-トリプシンは不活性なテトラマー構造であり、モノマー形態のみです。β-トリプシンとγ-トリプシンは構造が似ており、C末端の疎水性尾部が1つ少ないだけです。

血管新生と腫瘍を促進するトリプターゼの役割

血管新生は腫瘍の成長と密接に関連していることが認識されています。実験により、MCが血管内皮細胞の増殖を誘導するアンジオポエチンとトリプターゼを含んでいることが示されています。トリプターゼは結合組織マトリックスを分解し、腫瘍血管が成長するための十分なスペースを提供し、腫瘍の発生と発展を促進します。ある人は、膿性肉芽腫、悪性血管内皮腫、さくらんぼ様血管腫、色素性母斑、スポンジ状血管腫、Kaposi肉腫などの6つの血管疾患を持つ患者がトリプターゼで染色され、MCの密度が正常組織よりも有意に高いことを発見しました。

トリプターゼとアレルギー疾患

MCは体の迅速なアレルギー反応の主要な効果細胞です。体が感作されると、MCは血中にβ-トリプシンを放出し、その濃度は1時間後にピークに達し、半減期は2時間です。これにより、体は感作後数時間経ってもβ-トリプシンを検出できます。ELISA法を通じて、正常な人の血中ではα-トリプシンのみが検出され、β-トリプシンはほとんど検出されないことがわかりました。しかし、喘息やアレルギー性鼻炎の患者の気管支洗浄液、アレルギー性眼炎の患者の涙、リウマチ患者の関節滑液、全身性アレルギー反応の患者の血清を検査したところ、β-トリプシンの含量が有意に増加していることがわかりました。

トリプターゼと肥満細胞症

肥満細胞症は、異常に増殖する紡錘形のMCを見つけるために骨髄生検によって主に診断されます。実験では、これは主にα-トリプシンの量に関連していることがわかりました。α-トリプシンは自発的に分泌され、MCの状態に影響されず、MCの数を反映することができます。臨床的には、α-トリプシンが>75ng/mlのとき、骨髄生検は100％陽性であり、20〜75ng/mlの生検よりも感度が高いことがわかっています。したがって、α-トリプシンは肥満細胞症の診断に良い価値を持っています。

臨床使用

血清レベルは通常11.5 ng/mL未満です。血清トリプターゼのレベルが上昇するのは、アナフィラキシー反応とアナフィラトイド反応の両方で発生しますが、陰性の検査結果はアナフィラキシーを除外するものではありません。食物アレルギー反応では、他のアナフィラキシーの原因に比べてトリプターゼが上昇する可能性は低いです。血清トリプターゼレベルは、遺伝子変異に起因する好酸球性白血病の存在を示唆する指標としても使用され、FIP1L1-PDGFRA融合遺伝子の形成や全身性肥満細胞症の存在が示唆されます。