CFTR（Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator、嚢胞性線維症膜透過性調節因子）は、ATPをゲートとする塩化物チャネルではなく、塩化物チャネルとして機能するATP結合カセット（ABC）トランスポーターです。
CFTRは、一般的なイオンチャネルとは異なり、ATP（アデノシン三リン酸）を直接ゲート（開閉機構）として使用するわけではありません。代わりに、CFTRはATP結合カセット（ABC）トランスポーターの一種で、このクラスのタンパク質は通常、物質を細胞膜を通して運ぶ役割を持っています。しかし、CFTRは特殊で、塩化物イオンを細胞膜を通して移動させることにより、塩化物チャネルとしての機能を果たします。つまり、CFTRはATPの結合と加水分解を利用して塩化物イオンの流れを制御する、独特のメカニズムを持つトランスポーターであるということです。
ATP結合カセット（ABC）トランスポーターは、細胞膜を通じてさまざまな物質を輸送する大きなタンパク質ファミリーの一つです。これらのトランスポーターは、生体内の多くの異なる細胞タイプに存在し、細胞の内外に物質を移動させるためにATP（アデノシン三リン酸）のエネルギーを利用します。ABCトランスポーターは、ATPの結合と加水分解によって動力を得ることで、イオン、糖、脂質、ペプチド、さらには薬剤など、非常に幅広い種類の分子を輸送できます。
ABCトランスポーターは、その構造において2つの主要なコンポーネントを持っています：
ATP結合ドメイン（または核酸結合ドメイン、NBD）：これらのドメインは、ATPの結合と加水分解を行い、トランスポーターの動力源となります。
膜貫通ドメイン（TMD）：これらのドメインは、輸送される物質が細胞膜を通過するための通路を形成します。
ABCトランスポーターは、その機能と重要性により、生体のさまざまな生理的プロセスに関与しています。例えば、細胞が必要とする栄養素の吸収、有害物質や異物の細胞外への排出、薬剤耐性の発達などです。特に、一部のABCトランスポーターは薬剤を細胞外に排出することで知られており、がん細胞が化学療法に対して耐性を持つ一因となっています。
ABCトランスポーターの変異や機能不全は、嚢胞性線維症やタンパク質の代謝異常症など、人間のさまざまな遺伝性疾患と関連しています。
CFTRは、汗、消化液、および粘液の生成において重要な役割を果たします。CFTRチャネルはATPの結合と加水分解によって制御され、開閉が調節されるため、典型的なATPゲートチャネルとは異なります。
CFTRは、主に肺に影響を及ぼすが、膵臓、肝臓、腎臓、腸にも影響を及ぼす遺伝性疾患である嚢胞性線維症（CF）において最もよく知られています。CFTR遺伝子の変異は、塩化物チャネルの機能を乱し、粘着性の濃い粘液の生成を引き起こします。この粘液は気道を詰まらせ、細菌を捕らえて感染症、炎症、および呼吸不全を引き起こす可能性があります。
健康な個人では、CFTRは細胞膜を越えた塩化物イオンの輸送を促進し、組織内の浸透圧の調節と体液および電解質のバランスの維持に役立ちます。このプロセスは、肺や膵臓などの臓器の正常な機能に不可欠です。CFTRの制御には、チャネルを活性化するプロテインキナーゼA（PKA）による直接のリン酸化、およびチャネルを開いて塩化物イオンが通過できるようにするために必要なATPの結合と加水分解など、複数の機構が関与しています。
CFTRの機能と制御の理解は、チャネルの機能を向上させる薬剤や、遺伝子変異によって形成が不完全になったCFTRタンパク質の折りたたみを修正する薬剤など、嚢胞性線維症の治療法の開発に不可欠でした。
Chloride channels, ATP-gated CFTRに属する遺伝子1
CFTR
この記事の著者：仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号
