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ADAMTSファミリー(アダムツ):細胞外マトリックスを制御する19種のメタロプロテアーゼ群の構造・機能と遺伝性疾患・がん・血液凝固との関わり

仲田洋美 医師

この記事の監修:仲田洋美(臨床遺伝専門医)

のべ10万人以上の意思決定に伴走。国際医療誌『Medical Care Review APAC』『Global Woman Leader』の2誌で表紙を飾り、「Top Prenatal Testing Service in APAC 2025」に選出されるなど、世界基準の遺伝医療を提供。

ADAMTSファミリー(アダムツ)は、ヒトゲノムにコードされる19種類の分泌型メタロプロテアーゼ群です。細胞の外側に広がる「細胞外マトリックス」を制御するこの酵素群は、関節・皮膚・血管・眼・脳など全身の組織で働き、遺伝性結合組織疾患・血液凝固障害・がん・神経変性疾患の病態に深く関わっています。近年は一次繊毛の形成という全く新しい細胞内機能も発見され、臨床医学において最も注目される酵素ファミリーの一つとなっています。

この記事でわかること
📖 読了時間:約20分
🧬 ADAMTS・ECM・臨床遺伝・希少疾患
臨床遺伝専門医監修

Q. ADAMTSファミリーとはどのような酵素群ですか?まず結論だけ知りたいです

A. 細胞外マトリックス(ECM)の恒常性を制御する19種類の分泌型メタロプロテアーゼ群です。血液凝固制御から遺伝性結合組織疾患・がん転移・関節破壊・繊毛形成まで、生体の多岐にわたるプロセスに不可欠な存在であり、バイオマーカーや新規治療標的としても世界的に注目されています。

  • 分子構造 → シグナルペプチドからスペーサードメインまで続くモジュール型の多ドメイン構成
  • 機能分類 → アグレカナーゼ群・プロコラーゲンプロペプチダーゼ群・VWF切断酵素(ADAMTS-13)など
  • 遺伝性疾患 → エーラス・ダンロス症候群皮膚脆弱型・ワイル・マルケサーニ症候群などの分子基盤
  • 臨床応用 → ADAMTS-13とTTP、がんバイオマーカー、OA治療薬開発の現実
  • 新発見 → ADAMTS-9/-20が一次繊毛形成に関与するという細胞内非古典的機能

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1. ADAMTSファミリーとは:定義・発見の歴史

ADAMTS(エー・ダム・ティーエス)とは、A Disintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin motifsの略称で、日本語では「トロンボスポンジンタイプ1モチーフを持つディスインテグリンおよびメタロプロテアーゼ」と訳されます。1997年に初めて同定されたこの亜鉛依存性酵素群は、現在ヒトプロテオームにおいて19種類の活性型メンバー(ADAMTS-1〜20、ただし11は欠番)と、タンパク質分解活性を持たない5種類のADAMTSL(ADAMTS様タンパク質)が確認されています。

💡 用語解説:細胞外マトリックス(ECM)とは

細胞外マトリックス(Extracellular Matrix: ECM)とは、細胞の周囲を取り囲む網目状の構造体のことです。コラーゲン・プロテオグリカン・フィブロネクチンなどのタンパク質が複雑に絡み合い、細胞を物理的に支えるだけでなく、細胞の増殖・分化・移動・アポトーシスを制御する「動的な生化学的シグナル環境」として機能しています。骨・軟骨・皮膚・血管・角膜など、あらゆる組織に存在します。

ADAMTSファミリーが近縁のADAMファミリーと決定的に異なる点は、すべてのメンバーが分泌型タンパク質であるという特徴です。ADAMは主に細胞膜に組み込まれて細胞表面で働くのに対し、ADAMTSはいったん細胞の外に分泌されてから、細胞外空間およびECMネットワーク内で機能します。この「分泌される」という性質が、全身の組織リモデリングを広く担う基盤となっています。

💡 用語解説:メタロプロテアーゼとは

メタロプロテアーゼとは、活性中心に金属イオン(主に亜鉛イオン)を持ち、タンパク質のペプチド結合を切断する加水分解酵素の総称です。ADAMTSは系統学的にM12Bクランの「再溶血素(reprolysin)ファミリー」に属し、蛇毒メタロプロテアーゼとも進化的な祖先を共有しています。触媒作用には亜鉛イオンが必須であり、キレート剤(EDTA等)で不活性化されます。

生体内において、ADAMTSファミリーは発生過程の組織形成・血管新生の微調整・排卵・血液凝固系の制御など、多岐にわたる生理的プロセスに不可欠な役割を果たしています。一方で、その機能不全や発現の異常な亢進・低下が、遺伝性結合組織疾患・心血管疾患・自己免疫性炎症・がんの転移・神経変性疾患など、重篤な病態の形成に深く関与することも明らかになっています。

2. 分子構造:巧妙なモジュール型アーキテクチャ

ADAMTSタンパク質の最大の特徴は、N末端からC末端に向かって機能の異なるドメインが規則正しく連なる「モジュール型」の構造です。各ドメインがどの基質と結合するか、どこに局在するかを決定し、それぞれが協調して働くことで多様な生物学的機能を実現しています。

ADAMとADAMTSのドメイン構造比較

ADAM
プロ

メタロ

ディスインテグリン様

Cys-rich

膜貫通
ADAMTS
プロ

メタロ

ディスインテグリン様

TSモチーフ×N

Cys-rich

スペーサー

ADAMTSはADAMと異なり膜貫通ドメインを持たず、TSモチーフとスペーサードメインをC末端側に持つ分泌型タンパク質である

各ドメインの役割を順に見ていきます。N末端のシグナルペプチドが小胞体への移行と細胞外への分泌を指示します。続くプロペプチド(PD)領域は、分泌されるまでの間、メタロプロテアーゼの触媒活性を抑制する自己阻害機能を担います。このメカニズムは「システインスイッチ機構」と呼ばれ、不適切な場所での早すぎる酵素活性化を防ぎます。

💡 用語解説:システインスイッチ機構とフーリン活性化

システインスイッチ機構とは、プロペプチド内のシステイン残基が触媒ドメインの亜鉛イオンに配位(結合)することで、酵素が不活性型に保たれる仕組みです。細胞が分泌過程に入ると、フーリン(Furin)というプロタンパク質転換酵素がプロペプチドの「RXXR」配列を切断。これにより潜在型の前駆体から成熟した活性型酵素へと変換されます。この「鍵と鍵穴」のような精巧な制御が、正常組織での誤作動を防いでいます。

メタロプロテアーゼ(MP)触媒ドメインが基質タンパク質のペプチド結合を亜鉛を介して加水分解する中核機能部位です。隣接するディスインテグリン様ドメインは、名称にもかかわらず古典的なインテグリン結合能を持たず、基質の認識補助に関与すると考えられています。

ADAMTSをADAMと決定的に区別するのが、C末端側のトロンボスポンジン・タイプ1(TS)モチーフシステインリッチドメインスペーサー(SD)ドメインという3つのドメイン群です。これらは「補助ドメイン」と呼ばれ、酵素がどの基質に特異的に結合するか、ECM上のどの微小環境に局在するかを決定します。TSモチーフの繰り返し数はメンバーによって大きく異なり、ADAMTS-4が1個のみであるのに対し、ADAMTS-9やADAMTS-20は最大15個のTSリピートを含有します。

💡 用語解説:トロンボスポンジン・タイプ1(TS)モチーフとは

トロンボスポンジン・タイプ1モチーフ(TSP1モチーフ)は、約60アミノ酸からなる反復配列で、血小板由来のタンパク質「トロンボスポンジン1」に最初に発見されました。細胞間相互作用・血管新生の制御・アポトーシス誘導に関与し、陰電荷を帯びたヘパラン硫酸プロテオグリカンと結合することで、ADAMTSをECMの特定部位に局在化させる「アンカー」として機能します。このドメインの名前が「ADAMTS」という略称の一部になっています。

3. 機能的サブグループと19種類のメンバー

ADAMTSファミリーの19種類のメンバーは、基質特異性と進化的な構造的類似性に基づいて、以下の4つの主要な機能的サブグループに分類されています。

サブグループ 主なメンバー 主要機能 関連疾患
アグレカナーゼ群 ADAMTS-1, -4, -5, -8, -9, -15, -20 軟骨・血管のプロテオグリカン(アグレカン・バーシカン)の強力な分解 変形性関節症、炎症、心血管疾患、繊毛形成不全
プロコラーゲンプロペプチダーゼ群 ADAMTS-2, -3, -14 プロコラーゲンのN末端プロペプチド切断によるコラーゲン線維の成熟化 エーラス・ダンロス症候群(皮膚脆弱型)、結合組織の構造異常
VWF切断酵素 ADAMTS-13 超巨大フォン・ヴィレブランド因子(UL-VWF)の特異的切断 血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)、虚血性心疾患、脳卒中
オーファン・ペア群 ADAMTS-6/-10, -7/-12, -16/-18, -17/-19 フィブリリンなどのミクロフィブリルネットワーク構築・炎症応答のモジュレーション ワイル・マルケサーニ症候群、動脈硬化、腸炎、がんの微小環境制御

💡 用語解説:アグレカンとプロテオグリカンとは

プロテオグリカンは、タンパク質にグリコサミノグリカン(糖鎖)が結合した複合体で、大量の水分子を保持することで関節軟骨の「弾力性」を担う重要な分子です。アグレカンはその代表例で、コアタンパク質にコンドロイチン硫酸やケラタン硫酸が多数結合した巨大分子です。アグレカナーゼ群のADAMTSが過剰活性化すると、このアグレカンが分解されて軟骨が崩壊し、変形性関節症(OA)が進行します。

また、触媒ドメインを持たないADAMTSLファミリー(ADAMTS様タンパク質)の5種類(ADAMTSL1〜6)も重要です。これらはタンパク質分解活性こそ持ちませんが、ADAMTSに共通するTSモチーフなどを介してECMネットワークの物理的な架橋形成や、TGF-βなどのシグナル伝達分子の足場として機能しており、骨格・眼科的異形成症を引き起こすことが知られています。

仲田洋美院長

🩺 院長コラム【ADAMTSファミリーを「生命の縁の下の力持ち」として理解する】

ADAMTSという名前は複雑に見えますが、私はよく「細胞の外にある『お掃除係』兼『設計士』兼『交通整理員』」と表現します。コラーゲンの原材料を切り出してコラーゲン線維の完成形を作るプロコラーゲンプロペプチダーゼ群は「設計士」、過剰な軟骨基質を分解するアグレカナーゼ群は「お掃除係」、血管内の超巨大な血液成分を適切なサイズに整えるADAMTS-13は「交通整理員」です。

遺伝的にこれらの酵素のどれか一つが正常に機能しないだけで、その組織の「建築物」が崩れてしまうのです。ADAMTS遺伝子変異による疾患が多様かつ深刻な理由が、この多機能性にあります。

4. 遺伝性結合組織疾患との関わり

ADAMTSおよびADAMTSL遺伝子の変異による細胞外マトリックスの構築・分解機構の破綻は、複数の重篤な遺伝性結合組織疾患の直接的な原因となっています。

4-1. エーラス・ダンロス症候群 皮膚脆弱型(ADAMTS-2変異)

エーラス・ダンロス症候群(EDS)皮膚脆弱型(Dermatosparaxis型)は、ADAMTS2遺伝子の機能喪失変異によって引き起こされる常染色体劣性遺伝疾患です。ADAMTS-2は、I型・II型・III型プロコラーゲンのN末端プロペプチドを切り出す主要な酵素(Procollagen N-proteinase)として機能します。

ADAMTS-2の酵素活性が欠損すると、切断されないpN-プロコラーゲンが組織内に異常蓄積します。その結果形成されるコラーゲン線維は正常な重合が阻害され、電子顕微鏡下では薄く不規則に分岐した「象形文字(hieroglyphic)」のような奇異な断面構造を示します。巨視的には極めて脆弱でたるんだ皮膚・重度の皮下出血・ヘルニアの頻発・関節過可動性という劇的な臨床症状が現れます。

💡 用語解説:常染色体劣性遺伝とは

「常染色体」とは性染色体(X・Y)以外の染色体のこと。「劣性(潜性)」とは、2本の染色体の両方に変異がある場合のみ症状が現れる遺伝形式です。つまり1本だけ変異があっても(保因者)健康なことが多く、両親が保因者の場合、子どもが発症する確率は理論上25%です。EDS皮膚脆弱型のようなADAMTS2変異疾患では、保因者かどうかを調べる「キャリアスクリーニング」が家族計画において重要な情報になります。

4-2. ワイル・マルケサーニ症候群(ADAMTS-10・ADAMTS-17変異)

ワイル・マルケサーニ症候群(WMS)は、著しい低身長・短指症・進行性の関節拘縮・水晶体異常(小球状水晶体・水晶体偏位に伴う瞳孔ブロック緑内障)を特徴とする重篤な結合組織疾患です。遺伝的背景として、常染色体優性遺伝型はフィブリリン-1(FBN1)遺伝子の変異によって生じる一方、常染色体劣性遺伝型はADAMTS-10・ADAMTS-17・またはLTBP2遺伝子のホモ接合体変異によって引き起こされます。

分子解析によれば、ADAMTS-10とADAMTS-17を欠損した初代皮膚線維芽細胞では、ECMにおけるフィブロネクチン(FN1)の沈着異常が顕著で、フィブリリン-1が細胞内に異常蓄積することが確認されています。この発見が特に重要なのは、ADAMTSタンパク質が既存のECMを単に「分解・除去」するだけでなく、フィブロネクチンやコラーゲンVIなどの「分泌と組み立て」という構築プロセスを制御する必須因子であることを証明しているためです。

4-3. ADAMTSLファミリーと骨格・眼科的異形成症

触媒活性を持たないADAMTSLファミリーも遺伝性疾患に深く関わります。ADAMTSL-2遺伝子の両アレル変異は、低身長・短指症・重篤な心臓弁膜異常を特徴とするゲレオフィジック骨異形成症(Geleophysic dysplasia type 1)を引き起こします。ADAMTSL-2は分泌型糖タンパク質としてECMに結合し、潜在型TGF-β結合タンパク質(LTBP-1・LTBP-4)と直接相互作用してマイクロフィブリルネットワークを維持する役割を担います。

ADAMTSL-4遺伝子の変異は、水晶体瞳孔偏位症(Ectopia lentis et pupillae)および特定の頭蓋骨縫合早期癒合症を引き起こします。眼球内で水晶体を固定する毛様体小帯(チン小帯)は主にフィブリリン-1のポリマーから構成されており、ADAMTSL-4はその形成補助に不可欠な因子です。ADAMTSL-4機能喪失により重度の遠視・近視・網膜剥離・瞳孔ブロック緑内障といった連鎖的な眼科的合併症が生じます。

5. 血液凝固と心血管疾患:ADAMTS-13の中心的役割

ADAMTSファミリーの中で最も臨床応用が進んでいるのがADAMTS-13です。この酵素は、血管内皮細胞から血中へ放出される超巨大なフォン・ヴィレブランド因子(UL-VWF)マルチマーを、そのA2ドメイン内の特異的部位で切断し、血小板凝集性の低い適切な大きさに整える役割を担います。

💡 用語解説:フォン・ヴィレブランド因子(VWF)と血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)

フォン・ヴィレブランド因子(VWF)は血管が傷ついた際に血小板を集めて止血を助けるタンパク質ですが、超巨大な形態(UL-VWF)のままでは全身の微小血管に危険な血栓を引き起こします。ADAMTS-13が正常に機能することで、このUL-VWFは適切なサイズに分断されます。血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)は、ADAMTS-13の機能的欠乏により微小血管内の血栓形成・赤血球破壊・臓器虚血が生じる致命的な血液疾患です。先天性型(遺伝子変異)と後天性型(自己抗体による阻害)があります。

TTPの現在の標準治療は血漿交換(PLEX)・副腎皮質ステロイド・リツキシマブの併用ですが、より精密な分子標的アプローチも進んでいます。難治性・再発性の症例に対しては、VWFと血小板の相互作用を直接阻害する抗VWFナノボディであるカプラシズマブ(caplacizumab)の使用が有望視されています。また改変型組換えADAMTS-13(rADAMTS13)の補充療法も開発が進んでいます。

さらに注目すべきは、ADAMTS-13血中活性が心血管リスクの強力な予後予測バイオマーカーとして機能することです。ADAMTS-13活性が38%を下回る患者では虚血性心疾患の相対リスクが18.2%、脳卒中の相対リスクが11.5%と著しく上昇し、死亡リスクは高活性群と比較して1.46倍に達することが臨床研究で示されています。

血管リモデリングにおけるADAMTS-7・ADAMTS-12

ADAMTS-7は動脈硬化の進行においてマクロファージや血管内皮で動脈硬化促進作用を発揮し、創薬標的として注目されています。TGF-βシグナルやマイクロRNA(miRNA29a/b)によって発現を抑制できることから、薬剤溶出性ステントを用いたADAMTS-7局所阻害による血管内膜肥厚の予防という戦略が模索されています。

ADAMTS-12は閉塞性肥大型心筋症の患者心筋組織で発現が著しく亢進します。この酵素はAT1受容体・Gタンパク質と連動してEGF受容体リガンドをシェディングすることで、心筋細胞の肥大経路を強力に刺激します。ADAMTS-12の特異的阻害が、高血圧・動脈硬化・血管損傷後の再狭窄防止の新たな治療戦略となり得ると考えられています。

6. がん生物学における多面的役割

がんの発育と転移は、腫瘍細胞の遺伝的変異だけでなく、周囲の腫瘍微小環境(TME)におけるECMのリモデリングに大きく依存しています。ADAMTSファミリーは癌種や組織の文脈に応じて「発がんプロモーター」としても「腫瘍抑制因子」としても機能するという多面性(multifaceted)を持ちます。

6-1. 腫瘍抑制因子としてのADAMTS-8:エピジェネティックサイレンシング

ADAMTS-8は正常組織において細胞の無秩序な増殖・遊走・浸潤を強力に阻害し、アポトーシスを誘導する腫瘍抑制因子として機能します。しかし非小細胞肺がん(NSCLC)・肝細胞がん(HCC)・結腸直腸がん(CRC)・食道扁平上皮がん(ESCC)を含む広範な固形がんで、その発現が著しく低下していることが確認されています。

この発現低下を駆動する主要メカニズムは遺伝子変異ではなく、DNAプロモーター領域(CpGアイランド)への異常なメチル基付加によるエピジェネティックな転写サイレンシングです。がん細胞が腫瘍抑制因子を「消し去る」ために使う適応戦略の一つであり、がんの進行・転移・治療抵抗性の獲得と直結しています。

💡 用語解説:エピジェネティックサイレンシングとは

エピジェネティック(Epigenetic)とは、DNA塩基配列そのものを変えずに遺伝子の「読まれ方」を変える制御の仕組みのことです。DNAメチル化はその代表例で、遺伝子のプロモーター領域に「CpGアイランド」と呼ばれる部分にメチル基(CH₃)が多数付加されると、その遺伝子の転写が抑制(サイレンシング)されます。がん細胞はこのメカニズムを悪用して、ADAMTS-8のような腫瘍抑制遺伝子を「スイッチオフ」にしてしまいます。DNA配列自体は変わらないため、DNAシーケンス解析だけでは検出できない点が臨床上重要です。

6-2. バイオマーカーとしての臨床応用:ADAMTS-3と肝細胞がん

体液中または組織中における特定のADAMTSプロテアーゼの発現プロファイルは、がんの診断や予後評価のための強力なバイオマーカーとして注目されています。特にADAMTS-3は肝細胞がん(HCC)の診断において革新的な可能性を示しています。

臨床現場で長年標準的に用いられてきたAFP(α-フェトプロテイン)はAUC 0.75〜0.82程度ですが、AFPが上昇しない「AFP陰性HCC」患者群においてADAMTS-3の血清レベルを測定したところ、AUC 0.8765(95%CI:78.36%〜96.94%)という極めて高い診断精度を達成。DCP(AUC 0.72)やAFP-L3(AUC 0.66)などの既存マーカーを凌駕する性能が示されました。

結腸直腸がん(CRC)においても、ADAM-8・9・12・15・17の発現上昇が上皮間葉移行(EMT)の促進・遠隔転移リスクの増加・全生存期間の短縮と統計的に強く相関することが実証されています。また急性大動脈症候群(AAS)の診断においてADAMTS-1とADAMTS-4が最高レベルの診断精度を有することも報告されています。
仲田洋美院長

🩺 院長コラム【「同じ遺伝子が過剰でも不足でも病気になる」という難しさ】

ADAMTSを治療標的として考えるとき、非常に難しい問題に直面します。がんではADAMTS-8の発現が低下しすぎて腫瘍抑制が効かなくなる一方、変形性関節症では別のADAMTS(-4や-5)が過剰活性化して軟骨を破壊する。つまり「多すぎても少なすぎても問題」という、非常に繊細な制御が要求される酵素群なのです。

だからこそ、変形性関節症に対するADAMTS-5阻害薬の臨床試験が第II相で相次いで失敗した事実は、ADAMTSの複雑さを改めて教えてくれる重要な教訓です。「関節の痛み」は軟骨破壊よりも複雑な病態メカニズムで生じているため、単一の酵素を阻害するだけでは痛みそのものを解決できないのです。

7. 関節疾患と急性炎症:アグレカナーゼとしての機能

ADAMTS-4(アグレカナーゼ-1)ADAMTS-5(アグレカナーゼ-2)は、関節軟骨の主要プロテオグリカンであるアグレカンのコアタンパク質を特異的部位で強力に切断し、軟骨組織の物理的崩壊を引き起こす主要な実行酵素です。変形性関節症(OA)の根本的な疾患修飾薬(DMOAD)開発の最重要標的として長年研究されてきました。

臨床試験の現実:メルク→ノバルティスが開発した抗ADAMTS-5ナノボディ「M6495」、およびガラパゴス・セルヴィエ共同開発の「GLPG1972(S201086)」は、いずれも膝OA患者を対象とした第II相試験で「痛みの緩和に対する効果不十分」として開発中止となりました。不可逆的に進行してしまった炎症カスケードが確立した段階では、単一酵素の局所阻害だけでは痛覚の発生を覆すことが不十分であるという重要な教訓を示しています。

一方、急性炎症性疾患における診断バイオマーカーとしての可能性は非常に有望です。未熟児に多発する致死的消化器疾患である壊死性腸炎(NEC)の確定診断患者の血清解析において、ADAMTS-4の血清レベルはAUC 1.00という完璧な診断精度を達成し、CRPやIL-6などの古典的炎症マーカーと強く連動することが確認されました。また急性大動脈症候群(AAS)の診断においてもADAMTS-1・ADAMTS-4は最高レベルの診断精度を持つことが文献レビューで示されています。

8. 一次繊毛形成という新発見:パラダイムシフト

ADAMTSファミリーは長らく「細胞外へ分泌されてECMで機能するプロテアーゼ」と定義されてきました。しかし最新の分子細胞生物学的研究により、ADAMTS-9とADAMTS-20が「一次繊毛の形成」という全く新しい細胞内機能を担うことが発見され、この分野のパラダイムは根底から覆されました。

💡 用語解説:一次繊毛(Primary Cilia)とは

一次繊毛(Primary Cilia)は、ほぼすべての哺乳類細胞の表面から突出するアンテナ状の非運動性オルガネラ(細胞小器官)です。細胞外の機械的刺激を感知し、発生において極めて重要なヘッジホッグ(Hedgehog)シグナル伝達などを細胞内へと伝導するために不可欠な構造です。この繊毛の形成に異常が生じると「繊毛病(Ciliopathy)」と呼ばれる疾患群が発症し、腎ろう(ネフロノフチシス)・ジュベール症候群・バルデー・ビードル症候群などが含まれます。

解明されたメカニズムは驚くべきものです。細胞外へ分泌されたADAMTS-9は、ヘパラン硫酸に結合した後、細胞表面受容体LRP-1・LRP-2依存性のクラスリン介在性エンドサイトーシス(細胞内取り込み)によって再び細胞内へと動的に回収されます。回収されたADAMTS-9はRab11陽性のリサイクリング・エンドソーム小胞を介して一次繊毛基底部に輸送され、繊毛小胞のドッキングや軸糸(axoneme)の伸長に必要な基質を切断・修飾すると考えられています。

CRISPR/Cas9によりADAMTS-9をノックアウトした細胞では繊毛の軸糸伸長が完全に停止しますが、野生型ADAMTS-9またはADAMTS-20を培地に添加するとレスキュー(回復)できるのに対し、触媒活性を失わせた変異体ではレスキューできません。この「細胞外から分泌→一度細胞に取り込まれる→細胞内で機能する」という非古典的(non-canonical)なメカニズムの発見は、プロテアーゼ生物学の理解を根本から拡張するものです。

臨床的な観点から見ると、ADAMTS-9遺伝子に複合ヘテロ接合体変異を有する家系では、腎ろう(Nephronophthisis: NPHP)やジュベール症候群という典型的な繊毛病の表現型が発現することが確認されています。患者特異的なiPSCから作製した腎臓オルガノイドを用いた最新研究でも、ポドサイト(糸球体足細胞)および近位尿細管における一次繊毛数の劇的な減少が実証されました。

9. 中枢神経系(CNS)への作用と修復への応用

脳・脊髄の細胞外マトリックスは末梢組織とは異なり、レクチカン(Lectican)ファミリーと呼ばれる特殊なコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(アグリン・バーシカン・ニューロカン・ブレビカンなど)の緻密なネットワークによって構成されています。ADAMTSはこれらCNS内プロテオグリカンを持続的に修飾し、神経ネットワークの再構築(神経可塑性)を微調整しています。

脳卒中や脊髄損傷が発生すると、損傷部位周辺にレクチカンが過剰蓄積して「グリア瘢痕(Glial scar)」と呼ばれる強固な障壁を形成します。これが切断された神経突起の再生を恒久的に阻害します。生体外実験ではアストロサイトへのIL-1刺激によりADAMTS-1・ADAMTS-4の発現が強く誘導されることが確認されており、これは生体の代償的な自己修復試みと解釈されています。

動物の脊髄損傷モデルにおいて特定のADAMTSタンパク質を過剰発現させる遺伝子治療的アプローチで、細菌由来のプロテオグリカン分解酵素(コンドロイチナーゼABC)と統計的に同等レベルの運動機能回復が観察されました。細菌由来の異種酵素と比較して、哺乳類が本来持つヒト内在性ADAMTSを活用した治療は免疫原性や副作用リスクが低く、CNS損傷治療の新たなパラダイムとして期待されています。アルツハイマー病などの神経変性疾患においても、アミロイドβの異常沈着とADAMTSを含むメタロプロテアーゼ機能障害との密接な関連が指摘されており、今後の研究が注目されます。

10. 診断バイオマーカーと治療標的としての展望

ADAMTSファミリーの研究が急速に進んだことで、臨床診断と新規治療の両面で大きな可能性が開かれています。以下にその展望を整理します。

疾患領域 注目マーカー 診断的意義・精度
肝細胞がん(AFP陰性) ADAMTS-3 AUC 0.8765(DCP 0.72・AFP-L3 0.66を凌駕)
壊死性腸炎(未熟児) ADAMTS-4 血清AUC 1.00(完璧な診断精度)
急性大動脈症候群 ADAMTS-1・ADAMTS-4 ADD-RSスコアを補完する最高精度の循環バイオマーカー
心血管リスク層別化 ADAMTS-13活性値 38%以下で虚血性心疾患リスク18.2%上昇・脳卒中11.5%上昇・死亡率1.46倍
結腸直腸がん ADAM-8・9・12・15・17 EMT促進・転移リスク・全生存期間短縮と強力に相関

治療戦略として有望なのは、TTPに対する組換えADAMTS-13(rADAMTS13)の直接補充療法、カプラシズマブによるVWF-血小板相互作用阻害、薬剤溶出性ステントを用いたADAMTS-7の局所阻害による動脈硬化遅延、そして脊髄損傷に対するADAMTS活用型のプロテオグリカン分解療法です。変形性関節症における相次ぐ臨床試験失敗が示すように、全身性の非特異的プロテアーゼ阻害ではなく、臓器・アイソフォームの特異性を考慮した精密医療(Precision Medicine)が不可欠です。

遺伝子検査とキャリアスクリーニングについて

ADAMTS2変異によるEDS皮膚脆弱型のような常染色体劣性遺伝疾患では、両親が保因者(キャリア)であっても通常は症状が出ません。しかし次世代への影響を考えたとき、事前に保因者かどうかを調べるキャリアスクリーニングが重要な選択肢となります。米国人類遺伝学会(ACMG)・米国産婦人科学会(ACOG)のガイドラインでも、妊娠前または妊娠初期の拡張型キャリアスクリーニングが推奨されています。

遺伝性疾患の保因者であることが判明した場合、どのように家族計画を立てるかについては、実際に遺伝カウンセリングを受けた方の体験談が参考になります。遺伝子疾患は遠い世界の話ではなく、保因者検査によって初めて自分の状況を知ることができた例も少なくありません。

ミネルバクリニックでは、希少遺伝性疾患の家族歴がある方・結合組織疾患が疑われる方・遺伝子変異の意義について詳しく知りたい方に対して、核・ミトコンドリアNGS遺伝子検査を含む包括的な遺伝子検査と、臨床遺伝専門医による遺伝カウンセリングを提供しています。

よくある質問(FAQ)

Q1. ADAMTSファミリーとADAMファミリーは何が違うのですか?

最大の違いは局在と構造です。ADAMは主に細胞膜に組み込まれた「膜貫通型」タンパク質として細胞表面で働きますが、ADAMTSは全メンバーが細胞外へ「分泌される型」のタンパク質で、ECM(細胞外マトリックス)の中で機能します。また構造的には、ADAMTSはADAMにはないトロンボスポンジン・タイプ1(TS)モチーフ・システインリッチドメイン・スペーサードメインをC末端側に持ちます。この「TS モチーフ」がADAMTSという名前の由来にもなっています。

Q2. ADAMTSに関連する遺伝性疾患にはどのようなものがありますか?

主なものとして、①ADAMTS2変異によるエーラス・ダンロス症候群皮膚脆弱型(皮膚の極端な脆弱性・コラーゲン線維異常)、②ADAMTS10・17変異によるワイル・マルケサーニ症候群(低身長・短指症・水晶体偏位・緑内障)、③ADAMTS13変異による先天性血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)、④ADAMTS9変異による繊毛病(腎ろう・ジュベール症候群)、⑤ADAMTSL2変異によるゲレオフィジック骨異形成症、⑥ADAMTSL4変異による水晶体瞳孔偏位症・頭蓋骨縫合早期癒合症などが挙げられます。

Q3. ADAMTS-13とはどのような酵素で、欠乏するとどうなりますか?

ADAMTS-13は血管内皮から放出される超巨大なフォン・ヴィレブランド因子(UL-VWF)を特異的に切断し、血栓を作りにくい適切な大きさに整える酵素です。ADAMTS-13が先天的変異(遺伝性)または自己抗体(後天性・免疫媒介性)によって欠乏すると、全身の微小血管に血栓が形成されます。これにより赤血球の機械的破壊(溶血)・血小板減少・臓器虚血が生じる「血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)」が発症し、未治療では致死率が高い重篤な血液疾患です。治療は血漿交換・ステロイド・リツキシマブの組み合わせが標準であり、難治例にはカプラシズマブが用いられます。

Q4. 変形性関節症(OA)とADAMTSの関係を教えてください

関節軟骨の主要プロテオグリカンであるアグレカンを切断するのが、ADAMTS-4(アグレカナーゼ-1)とADAMTS-5(アグレカナーゼ-2)です。OAではこれら酵素の過剰活性化が軟骨の不可逆的な分解を引き起こします。そのためADAMTS-5阻害薬がOAの疾患修飾薬(DMOAD)候補として大きな期待を集め、複数の製薬企業が臨床試験を実施しました。しかしいずれも第II相試験で「痛みの緩和効果が不十分」として開発中止となっており、単一酵素の阻害だけでは軟骨破壊後の複雑な炎症・疼痛の連鎖を断ち切ることの困難さが示されました。

Q5. ADAMTS遺伝子の変異は遺伝子検査でわかりますか?

はい、次世代シーケンス(NGS)技術を用いた遺伝子パネル検査・全エクソーム解析(WES)・全ゲノム解析(WGS)によって検出できます。ミネルバクリニックでは、結合組織遺伝子パネル検査核・ミトコンドリアNGS遺伝子検査を通じて、ADAMTS関連遺伝子の変異解析が可能です。また常染色体劣性遺伝疾患(ADAMTS2変異によるEDS皮膚脆弱型など)については、キャリアスクリーニングによって保因者かどうかを調べることも重要な選択肢です。

Q6. 一次繊毛形成とADAMTSがなぜ関係するのですか?

ADAMTS-9とADAMTS-20は、通常のプロテアーゼとしてECMに作用するだけでなく、一度細胞外に分泌された後に細胞表面受容体(LRP-1・LRP-2)を介して細胞内に再取り込み(エンドサイトーシス)され、リサイクリングエンドソームを通じて一次繊毛の基底部周辺へと輸送されます。そこで触媒活性を使って繊毛形成に必要な未知の基質を切断・修飾することで、繊毛の軸糸(axoneme)の伸長を促進すると考えられています。ADAMTS-9をノックアウトした細胞では繊毛が伸びなくなり、ヒトではADAMTS-9変異が腎ろう・ジュベール症候群などの繊毛病を引き起こすことが確認されています。

Q7. ADAMTSファミリーは今後どのような治療薬になると期待されていますか?

いくつかの方向性が期待されています。①先天性TTPに対するrADAMTS13(組換えADAMTS-13)の補充療法、②薬剤溶出性ステントを用いたADAMTS-7局所阻害による動脈硬化の進行遅延、③脊髄損傷に対するADAMTSを活用したプロテオグリカン分解療法(免疫原性の低いヒト内在性タンパク質の活用)、④ADAMTS-3・ADAMTS-4・ADAMTS-13を用いた次世代診断バイオマーカーの実臨床実装、そして⑤アルツハイマー病など神経変性疾患における薬理学的モジュレーション研究が挙げられます。重要なのは特定のアイソフォームを特異的に「阻害」ではなく「最適に調整(モジュレーション)」する精密医療のアプローチです。

🏥 ADAMTS関連疾患の遺伝子検査・遺伝カウンセリングについて

エーラス・ダンロス症候群・結合組織疾患・血液疾患・稀少疾患に関する遺伝子検査・
遺伝カウンセリングのご相談は、臨床遺伝専門医が在籍するミネルバクリニックへ。

参考文献

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仲田洋美 医師(臨床遺伝専門医)

この記事の監修・執筆者:仲田 洋美

(臨床遺伝専門医/がん薬物療法専門医/総合内科専門医)

ミネルバクリニック院長。1995年に医師免許を取得後、 臨床遺伝学・内科学・腫瘍学を軸に診療を続けてきました。 のべ10万人以上のご家族の意思決定と向き合ってきた臨床遺伝専門医です。

出生前診断(NIPT・確定検査・遺伝カウンセリング)においては、 検査結果の数値そのものだけでなく、 「結果をどう受け止め、どう生きるか」までを医療の責任と捉え、 一貫した遺伝カウンセリングと医学的支援を行っています。

ハイティーンの時期にベルギーで過ごし、 日本人として異文化の中で生活した経験があります。 価値観や宗教観、医療への向き合い方が国や文化によって異なることを体感しました。 この経験は現在の診療においても、 「医学的に正しいこと」と「その人にとって受け止められること」の両立を考える姿勢の基盤となっています。

また、初めての妊娠・出産で一卵性双生児を妊娠し、 36週6日で一人を死産した経験があります。 その出来事は、妊娠・出産が女性の心身に与える影響の大きさ、 そして「トラウマ」となり得る体験の重みを深く考える契機となりました。 現在は、女性を妊娠・出産のトラウマから守る医療を使命の一つとし、 出生前診断や遺伝カウンセリングに取り組んでいます。

出生前診断は単なる検査ではなく、 家族の未来に関わる重要な意思決定です。 年齢や統計だけで判断するのではなく、 医学的根拠と心理的支援の両面から、 ご家族が後悔の少ない選択をできるよう伴走することを大切にしています。

日本人類遺伝学会認定 臨床遺伝専門医/日本内科学会認定 総合内科専門医/ 日本臨床腫瘍学会認定 がん薬物療法専門医。 2025年には APAC地域における出生前検査分野のリーダーとして国際的評価を受け、 複数の海外メディア・専門誌で特集掲載されました。

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