InstagramInstagram

PAX2遺伝子とは?腎臓・眼・脳の発生を支える設計図と関連する病気

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。2025年国際誌『Global Woman Leader』表紙抜擢など、世界基準の出生前診断と遺伝カウンセリングを提供。

PAX2遺伝子は、おなかの中で赤ちゃんの腎臓・眼・耳・脳がつくられるときに「どこに何を作るか」を指示する“設計図の司令塔”のような遺伝子です。この遺伝子の働きがうまくいかないと、腎コロボーマ症候群(PAX2関連疾患)と呼ばれる、腎臓や眼の生まれつきの病気が起こることがあります。一方で、本来は静かにしているはずのこの遺伝子が大人になってから“暴走”すると、一部のがんに関わることも分かってきました。この記事では、PAX2という遺伝子の正体と、それが関わる病気を、一般の方にもわかるように臨床遺伝専門医が解説します。

この記事でわかること
📖 読了時間:約16分
🧬 PAX2・腎臓と眼の発生・関連疾患
臨床遺伝専門医監修

Q. PAX2遺伝子とは何ですか?まず結論だけ知りたいです

A. PAX2は、おなかの中で腎臓・眼・耳・脳などの臓器をつくる“指揮者”の役割をもつ遺伝子(転写因子)です。生まれる前の体づくりの時期に強く働き、臓器が完成すると静かになります。この遺伝子が生まれつき片方うまく働かないと、腎臓や眼の形の異常(腎コロボーマ症候群/PAX2関連疾患)が起こります。逆に大人になって異常に再活性化すると、一部のがんに関わります。

  • PAX2の正体 → DNAに結合して多くの遺伝子のスイッチを操作する「転写因子」
  • 担当する臓器 → 腎臓・尿路、眼(視神経)、内耳、中脳〜小脳の発生
  • 変異で起こる病気 → 腎コロボーマ症候群(PAX2関連疾患)。腎機能低下・視覚障害・難聴・発達の問題など
  • がんとの二面性 → 腎細胞癌では“暴走”、卵管由来のがんでは“消失”が引き金になる
  • 最新研究 → PAX2の働きを止める小分子化合物が、難治がんの治療標的として研究中

\ 腎臓・眼の遺伝性疾患や遺伝子検査について相談したい方へ /

📅 遺伝カウンセリングを予約する

遺伝子検査に関するご相談:遺伝子検査について

1. PAX2遺伝子とは?体の設計図を統括する「司令塔」

私たちの体は、たった1個の受精卵から始まって、腎臓・眼・脳・耳といった複雑な臓器が「正しい場所」に「正しい形」で作られていきます。このとき、どの細胞をどの臓器に育てるかを指示する“現場監督”のような遺伝子が必要です。PAX2遺伝子は、まさにその監督役の一人で、特に腎臓・尿路、眼(視神経)、内耳、中脳から小脳にかけての脳の発生で中心的な役割を担っています。

PAX2は「転写因子(てんしゃいんし)」と呼ばれるタイプの遺伝子から作られるタンパク質です。転写因子とは、DNAの特定の場所にくっついて、たくさんの“部下の遺伝子”のスイッチを「オン」または「オフ」に切り替える、いわば指揮者のような存在です。PAX2は「PAX(パックス)ファミリー」という遺伝子グループの一員で、このファミリーはもともとショウジョウバエ(昆虫)の体づくりを司る遺伝子との類似性から見つかった、進化の中で非常に大切に保存されてきた仲間たちです。

💡 用語解説:転写因子(てんしゃいんし)

転写因子とは、DNAという“設計図”の特定の場所に結合して、その遺伝子を「読み取る(=働かせる)かどうか」を決めるタンパク質です。料理にたとえると、レシピ本(DNA)の中から「今日はこのページを使う」と指示を出す料理長のような存在です。PAX2はこの料理長の一人で、腎臓や眼を作るために必要なたくさんのレシピ(遺伝子)を、適切なタイミングで開いたり閉じたりしています。転写因子の総論はこちらでさらに詳しく解説しています。

哺乳類では、PAX1からPAX9までの9種類のPAX遺伝子が知られています。これらはすべて「ペアードドメイン」と呼ばれる、DNAをつかむための特別な“手”の部分を共通して持っています。PAX2はその中でも、PAX5・PAX8と同じグループ(サブグループII)に属し、主に泌尿生殖器(腎臓・尿管・生殖器)、眼、内耳、中枢神経系の発生に欠かせない指令を出しています。

ここで一番大切なポイントは、PAX2には「働くべき時期」と「静かにすべき時期」がはっきり決まっているということです。生まれる前の体づくりの時期には腎臓や眼で強く働きますが、臓器が完成して大人の組織になると、その働きは急速にオフにされなければなりません。この「オン・オフの切り替えのリズム」が乱れると、生まれつきの病気が起きたり、逆に大人になってからがんに関わったりするのです。この記事ではそのしくみを順番に見ていきます。

2. PAX2遺伝子の構造:どこにあって、どんな部品でできているのか

染色体上の位置と全体のかたち

ヒトのPAX2遺伝子は、第10番染色体の長腕(10q24.31あたり)に位置しています。マウスでは第19番染色体にあり、ヒトとマウスのあいだで遺伝子の並び方がよく保たれています。これは、PAX2が生き物にとってそれだけ大事な遺伝子であることを示しています。

PAX2遺伝子のDNA領域は約70kb(キロベース=7万塩基ほど)という長さを占め、タンパク質の情報を担う部分は12個のエクソン(情報の“本文ページ”にあたる部分)から構成されています。ただし、PAX2の読み取り方は1通りではありません。「選択的スプライシング」というしくみによって、どのページ(エクソン)を採用するかを変えることで、少しずつ性質の異なる複数のタンパク質(アイソフォーム)が作り分けられます。ヒトでは少なくとも5種類(a〜e)のアイソフォームが確認されており、発生の段階や臓器の種類(たとえば脳と腎臓)によって、どのタイプを多く使うかが細かく調整されていると考えられています。

💡 用語解説:エクソンと選択的スプライシング

遺伝子のDNAには、タンパク質の情報になる「エクソン」と、その間に挟まる「イントロン」という部分があります。細胞は必要なエクソンだけをつなぎ合わせて“完成版の設計図”を作ります。このとき、どのエクソンを採用するかを場面ごとに変えるのが「選択的スプライシング」です。一つの遺伝子から複数の異なるタンパク質を作り分けられる、とても賢いしくみで、PAX2もこれを使って臓器ごとに最適な“バージョン”を用意しています。選択的スプライシングの詳しい解説はこちら

PAX2タンパク質を構成する3つの主要パーツ

PAX2のDNAから作られるタンパク質は、細胞の中心部である「核」に入り込み、DNAに直接働きかけます。このタンパク質は、役割の異なるいくつかの“部品(ドメイン)”が組み合わさってできています。下の図と表で、それぞれの部品が何をしているのかを見てみましょう。

PAX2タンパク質の主要ドメイン構造の図

PAX2タンパク質の部品構成。左側の「ペアードドメイン」がDNAをつかむ手で、病気の原因となる変異の多くがここに集まります。右側の「転写活性化ドメイン」は部下の遺伝子を実際に動かす力を担います。

部品(ドメイン) 役割 病気との関わり
ペアードドメイン 128個のアミノ酸からなる、DNAをつかむための“手”。特定の配列を見分けて結合する、最も重要な部分。 病気を引き起こす変異の大部分がここに集中。DNAをつかめなくなり機能が半減します。
オクタペプチド 他のタンパク質と手をつなぐための短い配列。とくに「ブレーキ役」の連携に関わります。 この部分の異常は、抑える働きが失われ、けいれんなど神経系の症状と関連することがあります。
部分ホメオドメイン 他のPAXファミリーが持つ完全なホメオドメインの“一部だけ”をもつ補助的な部分。 構造の安定化や特定の相互作用に関わると推定されています。
転写活性化ドメイン 部下の遺伝子を実際に「読み始めさせる」装置を呼び込み、転写を物理的に動かす部分。 この部分の変異も、遺伝子を動かす力を弱め、症状に影響します。

これらの部品がすべて正常にそろっていることが、PAX2がきちんと働くための条件です。とくに、DNAをつかむ“手”であるペアードドメインがしっかり機能しないと、PAX2が指揮する数多くの遺伝子ネットワーク全体が動かなくなってしまいます。

3. 体づくりにおけるPAX2の役割:腎臓・眼・脳・耳

PAX2は、おなかの中での臓器づくりの“一番上流”に立つ指揮者の一人です。動物実験でPAX2を完全に働かなくしたマウスでは、腎臓と尿管がまったく作られず、視神経の発達異常、内耳の形成不全、中脳〜小脳の広い範囲の欠損が起こり、生まれてすぐに命を落としてしまいます。これは、PAX2が体づくりにいかに欠かせないかを示す強力な証拠です。ここでは、PAX2が担当する主な臓器ごとに、その働きを見ていきます。

腎臓・尿路の発生:「育てて、形にして、最後は静かにする」

腎臓の発生は、PAX2が最も精密に活躍する舞台です。ヒトの腎臓づくりは妊娠4週ごろに始まり、32週ごろにネフロン(尿を作る基本ユニット)の形成が完了するまで続きます。このプロセスは、「後腎間葉(こうじんかんよう)」というやわらかい細胞のかたまりと、「尿管芽(にょうかんが)」という管が、お互いに刺激し合いながら進みます。PAX2はこの両方で強く働き、次のような役割を果たします。

①未熟な細胞を守り育てる:後腎間葉のなかで、PAX2はWT1・Six2などの仲間の遺伝子と協力し、腎臓のもとになる“幹細胞のプール”を未熟なまま維持して、勝手に死んでしまわないように守ります。②尿管芽を枝分かれさせる:PAX2は、GDNFという物質の働きを促し、尿管芽の表面にある受容体(RET)を介して、管がくり返し枝分かれして腎臓全体に広がるのを助けます。PAX2が足りないと、この枝分かれが減り、腎臓がうまく育ちません。

💡 用語解説:間葉上皮転換(MET)

体の細胞には、バラバラに動きやすい「間葉(かんよう)系」の細胞と、シートのように整然と並ぶ「上皮(じょうひ)系」の細胞があります。腎臓を作るときには、バラバラだった間葉系の細胞が、きちんと並んだ上皮系の細胞へと“変身”する必要があります。これを間葉上皮転換(MET)と呼びます。PAX2はこの変身のスイッチを押す役割をもち、これによって糸球体や尿細管といったネフロンの部品が作られていきます。逆向きの変化(上皮→間葉、EMT)はがんの広がりにも関わります。EMT/METの詳しい解説はこちら

③最後にスイッチをオフにする:腎臓の細胞が成熟して完成すると、PAX2の働きは急速に止められなければなりません。この“オフ”の役割は、成熟とともに増えるWT1というタンパク質がPAX2の働きを直接抑えることで達成されると考えられています。もし、このオフがうまくいかずPAX2が働き続けてしまうと、動物実験では異常な腎臓ができてしまい、生後早期に重い腎不全を起こすことが示されています。「適切なタイミングで止まること」も、PAX2にとっては大切な仕事なのです。

眼の発生:視神経裂の「閉じ忘れ」がコロボーマを生む

眼ができるとき、眼のもとになる構造には一時的に「視神経裂(ししんけいれつ)」という溝(すきま)ができ、発生が進むにつれてこの溝が閉じていきます。PAX2は、この溝が位置する視神経茎の細胞で強く働き、溝が正しく閉じるのを助けます。発生が進むと、PAX2の働く範囲はだんだん狭まり、最終的に大人の眼ではほぼ消えます。

ところがPAX2に変異があり機能が足りないと、この溝の閉じる作業がうまくいきません。その結果、網膜の一部が本来あるべきでない場所まで伸びてしまい、組織が欠けた状態になります。これが「コロボーマ(Coloboma)」と呼ばれる眼の形の異常です。コロボーマは視力に影響することがあり、PAX2関連疾患の代表的な眼の症状です。

脳と内耳:中脳〜小脳の“地図づくり”と聴覚の土台

中枢神経系では、PAX2は中脳と後脳(小脳のもと)の境目にある“司令拠点(オーガナイザー)”を作る指揮者として働きます。ここでPAX2はEn2(エングレイルド2)などの遺伝子を活性化し、中脳・小脳の地図づくり(パターニング)を進めます。興味深いことに、PAX2が制御するEn2などは、自閉スペクトラム症(ASD)のリスク遺伝子としても知られています。これは、PAX2の変異が単なる脳の“形”の異常にとどまらず、より細やかな神経回路の作られ方にも影響しうることを示しています。また、内耳のもとになる構造でもPAX2は働き、内耳や蝸牛(音を感じる部分)の正常な形成に欠かせません。これが、PAX2変異で難聴が起こりうる理由です。

4. 分子レベルの働き:PAX2はどうやって遺伝子を操作するのか

PAX2は、DNAにくっついて遺伝子を単純にオン・オフするだけではありません。近年の研究で、PAX2は「足場(足がかり)」として働き、遺伝子を読みやすくするための“道具”を呼び込むことが分かってきました。具体的には、PAX2はペアードドメインで標的のDNAに結合したあと、PTIPというタンパク質を呼び寄せます。このPTIPは、DNAを巻き付けている“糸巻き”(ヒストン)に特定の目印(H3K4メチル化)をつける装置の一部です。

💡 用語解説:ヒストンメチル化(エピジェネティクス)

DNAは細胞の中で「ヒストン」というタンパク質の糸巻きに巻き付いて、コンパクトに収納されています。きつく巻かれていると遺伝子は読めず、ゆるむと読めるようになります。この“巻き具合”を調整する目印の一つがヒストンメチル化で、とくにH3K4という場所へのメチル化は「ここは読んでよい場所ですよ」という開放の合図です。DNAの文字を変えずに遺伝子の働きを調整するこうしたしくみを「エピジェネティクス」と呼びます。PAX2はこの開放の合図をつける装置を呼び込むことで、腎臓づくりに必要な遺伝子を読みやすくしています。ヒストンメチル化の詳しい解説はこちら

さらにPAX2は、細胞を「増やす」方向と「死なせない」方向の両方を後押しするネットワークを作っています。一方では細胞の増殖を促す経路を活性化し、もう一方では、細胞死(アポトーシス)を誘導する“ゲノムの守護神”p53(TP53)の働きを抑えることが分かっています。発生の途中では、これは「過酷な体づくりのストレスの中で、必要な細胞が無駄に死なないように守る」という大切な役割です。

💡 用語解説:アポトーシスとp53

アポトーシスとは、傷ついた細胞や不要になった細胞が、自ら計画的に死んでいく「プログラムされた細胞死」のことです。体を健康に保つための大切なしくみです。p53(ピー53)は、DNAの傷を見つけるとアポトーシスのスイッチを入れる“見張り役”で、代表的ながん抑制遺伝子です。PAX2はこのp53にブレーキをかけます。発生中は細胞を守るために役立ちますが、大人になってこのブレーキが暴走すると、傷ついた細胞が死なずに生き残り、がんにつながる危険があります。アポトーシスの詳しい解説はこちら

このように、PAX2の「増やす・死なせない」という働きは、体づくりの時期にはなくてはならないものですが、大人になってこの働きが異常に再開されると、がん細胞の無秩序な増殖や、抗がん剤への抵抗性を生む原因にもなります。同じ働きが、場面によって“恵み”にも“災い”にもなる——これがPAX2を理解するうえで重要なポイントです。

5. PAX2変異で起こる病気:腎コロボーマ症候群(PAX2関連疾患)

私たちは遺伝子を父と母から1つずつ、計2つ受け継いでいます。PAX2の場合、2つのうち片方に機能が失われる変異があるだけで、症状が出ることがあります。これは、PAX2が正常に作れる量が半分になると、体づくりに必要な“しきい値”に届かなくなるためで、「ハプロ不全」と呼ばれます。

💡 用語解説:ハプロ不全と常染色体顕性遺伝

ハプロ不全とは、2つある遺伝子のうち片方が壊れて働く量が半分になっただけで、体が必要とする量に足りなくなり症状が出る状態を指します。PAX2はまさにこのタイプです。

そのため遺伝の仕方は常染色体顕性遺伝(じょうせんしょくたいけんせいいでん、旧称:優性遺伝)になります。片方の変異だけで発症しうるため、親が変異を持っていれば、その子に伝わる確率は理論上50%です。詳しくは常染色体顕性遺伝の解説ハプロ不全の解説をご覧ください。

この病気は1995年に初めてPAX2変異との関係が報告され、特徴的な腎臓の低形成と眼のコロボーマを合併することから「腎コロボーマ症候群」、あるいは「乳頭腎症候群」と呼ばれてきました。専門のデータベースには、これまでに多数の家系・患者から多くの変異が報告されています。変異のタイプとしては、ミスセンス変異が最も多く、次いでフレームシフト変異ナンセンス変異スプライシング変異などがあります。

💡 用語解説:変異のタイプ(ミスセンス・フレームシフト・ナンセンス)

遺伝子の文字(塩基)の変化にはいくつかのタイプがあります。

  • ミスセンス変異:1文字変わって、アミノ酸が別のものに置き換わる変化。設計図の単語が1つ変わるイメージ。
  • フレームシフト変異:文字が入ったり抜けたりして、それ以降の読み枠が全部ずれてしまう変化。途中から意味不明になります。
  • ナンセンス変異:途中に“終了の合図”ができてしまい、タンパク質が途中で切れてしまう変化。

主な症状とその出方

PAX2関連疾患の症状は、関わる臓器ごとにさまざまです。データベースの集計では、症状の出る頻度はおおよそ次のようになっています。

PAX2関連疾患における主な症状の発現頻度

データベース登録患者に基づくおおよその割合

腎機能・構造の異常約92%
眼の異常(コロボーマ等)約77%
聴覚障害(難聴)約7%

腎臓の症状が最も多く、次いで眼の症状が見られます。一部の患者さんでは難聴も確認されており、PAX2が内耳の発生にも関わっていることを裏づけています。

腎臓の症状(約92%)が最も多く、ネフロンの数が少ない軽い低形成から、重い異形成まで幅があります。加齢とともに腎機能が低下し、最終的に末期腎不全に至ることもある進行性の病態です。眼の症状(約77%)では、視神経の低形成や視神経円板のコロボーマなどがあり、視力に影響します。難聴(約7%)は、高い音が聞こえにくい感音性難聴などとして現れることがあります。

📌 補足:典型的な腎コロボーマ症候群の患者さんでも、PAX2に変異が見つかるのは約半数とされ、残りの方では未知の要因が関わると考えられています。

「PAX2関連疾患」という新しい考え方

遺伝子検査が普及した近年、腎臓と眼の両方ではなく、腎臓だけ、あるいは眼だけに症状が出る非典型的なケースも数多く見つかってきました。同じ遺伝子の変異でも、人によって、また同じ家族の中でも症状の出方が大きく違うのです。これを「表現型の多様性(可変的表現度)」と呼びます。こうした幅広さを正確に反映するため、現在は特定の臓器名にしばられた「症候群」ではなく、より広く「PAX2関連疾患(PAX2-related disorder)」という呼び方が適切だと提唱されています。

また、PAX2関連疾患は、生まれつきの腎尿路の異常を広くまとめた「CAKUT(先天性腎尿路異常)」という大きなグループの代表的な原因の一つでもあります。さらに近年は、PAX2の異常が、大人になってから現れる腎臓病である「巣状分節性糸球体硬化症(FSGS)」にも関わることが分かってきました。FSGSは、血液をろ過するポドサイト(足細胞)という特殊な細胞が壊れることで、強いタンパク尿や腎不全を起こす難治性の病気です。

💡 用語解説:FSGS(巣状分節性糸球体硬化症)とポドサイト

腎臓には、血液をこして尿を作る「糸球体(しきゅうたい)」という小さなフィルターが無数にあります。そのフィルターの最終段でタンパク質を漏らさないよう見張っているのが「ポドサイト(足細胞)」です。このポドサイトが壊れると、本来漏れないはずのタンパク質が尿に漏れ出します。FSGSは、糸球体の一部(巣状・分節性)が硬くなってしまう病気で、強いタンパク尿と進行性の腎機能低下を起こします。PAX2はポドサイトの正常な成熟にも必要なため、変異がFSGSの一因になりうると考えられています。糸球体性のタンパク尿に関わる遺伝子はネフローゼ症候群・糸球体性蛋白尿NGSパネル検査で調べることができます。

神経発達への影響

近年注目されているのが、PAX2変異が脳の働きに及ぼす影響です。一部の患者さんでは、腎臓・眼の異常に加えて、知的障害、自閉スペクトラム症(ASD)、言葉の発達の遅れ、けいれん発作などの神経発達上の問題を抱えることが報告されています。これは、すでに見たようにPAX2が中脳・小脳の“司令拠点”として働き、ASDのリスク遺伝子の働きを制御しているためと考えられます。どの部品(ドメイン)に変異が起きたかによって、症状の出方に違いが生じる可能性も指摘されており、たとえばDNAをつかむ部分の変異は発達の遅れと、抑える働きを担う部分の変異は難治性のけいれんと関連する例が報告されています。

仲田洋美院長

🩺 院長コラム【ひとつの遺伝子が、こんなに違う顔を見せる】

遺伝カウンセリングの現場でPAX2のような遺伝子をご説明するとき、いつも難しさと面白さを同時に感じます。同じ遺伝子の同じような変異でも、お一人は腎臓だけ、別の方は眼だけ、また別の方は神経の症状まで——というように、症状の出方が本当にさまざまだからです。

「うちの子の眼だけが弱いのに、なぜ腎臓の遺伝子の話をされるのか」と戸惑われる方もいらっしゃいます。けれど、こうした“幅の広さ”を知っておくことは、将来どの臓器に注意を払えばよいかを考えるうえでとても役立ちます。遺伝子を一つの“症候群名”で固定せず、「PAX2関連疾患」という広い視点で見るのは、こうした多様性に向き合うための知恵なのです。

6. がんとの関わり:PAX2が示す「二面性」

PAX2は、細胞を増やしアポトーシスを抑える働きをもつため、その異常はがんと深く関わります。とても興味深いのは、PAX2のがんにおける役割が「どの組織・どの環境か」によって正反対になることです。ある組織ではがんを進める“アクセル(癌遺伝子)”として働き、別の組織ではがんを防ぐ“ブレーキ(腫瘍抑制遺伝子)”のようにふるまう、という生物学的なパラドックス(矛盾)を示します。

💡 用語解説:癌遺伝子(アクセル)と腫瘍抑制遺伝子(ブレーキ)

がんは、細胞の増殖を「進める力」と「止める力」のバランスが崩れて起こります。アクセルにあたるのが癌遺伝子(オンコジーン)で、これが過剰に働くと細胞が増えすぎます。ブレーキにあたるのが腫瘍抑制遺伝子で、これが壊れるとブレーキが効かなくなります。PAX2は、組織によってこのアクセルにもブレーキにもなりうる、めずらしい遺伝子です。

腎細胞癌では「アクセル」として働く

大人の正常な腎臓の尿細管細胞では、PAX2は完全に静かにしている(オフ)はずです。ところが腎細胞癌(とくに最も多い淡明細胞型)の多くでは、PAX2が異常に再活性化し、高いレベルで働き出してしまいます。すると、すでに見たように、PAX2はがん抑制遺伝子であるp53(TP53)の働きを抑え込み、本来なら自滅すべき傷ついた細胞を生き延びさせてしまいます。その結果、がん細胞は無秩序に増えるだけでなく、シスプラチンなどの抗がん剤に対して強い抵抗性を獲得してしまうのです。

動物実験では、移植したヒト腎がん細胞のPAX2を人工的に抑え込むと、アポトーシスの経路が回復し、抗がん剤への感受性が高まって腫瘍の成長が抑えられることが確認されています。これは、PAX2が難治性の腎がんに対する有望な治療標的になりうることを示しています。なお臨床の現場では、PAX2は腎臓由来の腫瘍を見分けるための“目印(免疫染色マーカー)”としても日常的に使われています。

卵管由来のがんでは「消失」が引き金になる

一方、卵巣がんのなかでも最も多く悪性度の高いタイプである「高異型度漿液性癌(HGSC)」では、PAX2は正反対の動きを見せます。このがんの多くは、卵巣そのものではなく卵管の先端(卵管采)の分泌細胞から発生すると考えられています。正常な卵管では、PAX2は細胞を“きちんと分化した状態”に保つ役割をしています。

ところが発がんのごく初期の段階で、この領域の細胞からPAX2の働きが“失われる(消える)”現象が頻繁に観察されます。PAX2を失った細胞のかたまりは、より未熟で幹細胞に近い性質を獲得し、p53の異常などと組み合わさることで、前がん病変を経てHGSCへと進んでいきます。報告では、HGSCの大多数でPAX2の発現が失われているとされます。つまりこの組織では、PAX2は分化を保ち腫瘍を抑える側に働いており、その消失が発がんの引き金になるのです。なお、卵巣がんでも明細胞癌や粘液性癌など別のタイプでは、逆にPAX2が高く発現して増殖を後押しするとの報告もあり、組織ごとの複雑さがうかがえます。

7. 新しい治療研究:PAX2を狙う小分子化合物

転写因子は、これまで薬で狙うのが非常に難しい標的とされてきました。薬がはまり込むような“くぼみ”が少なく、「創薬困難(アンドラッガブル)」な代表例と考えられてきたからです。しかし、PAX2が腎がんなどの病態に関わることが明らかになるにつれ、PAX2の働きを止める小さな化合物を探す研究が進められ、ついに有望な候補が見つかりました。

代表的な化合物が「BG-1」や「EG1(EG3287)」と呼ばれるトリアゾロピリミジン系の化合物です。これらはPAX2のペアードドメインに直接くっつきます。最初は「PAX2がDNAに結合するのを物理的に邪魔する」と予想されていましたが、詳しい実験の結果、DNAへの結合自体はほとんど邪魔せず、別のしくみで転写を止めていることが分かりました。

PAX2阻害剤BG-1/EG1の作用メカニズムの図

通常(左)、PAX2はDNAに結合し、PTIPという装置を呼び込んでヒストンに目印(H3K4メチル化)をつけ、遺伝子を読みやすくします。阻害剤BG-1/EG1がある場合(右)、PAX2はDNAに結合できるものの、PTIPを呼び込めなくなり、結果として遺伝子の働きが止まります。

そのしくみとは、PAX2が転写を活性化するために呼び込む“道具”であるPTIPとの連携を、特異的にブロックするというものです。PAX2がDNAに結合していても、PTIPを呼べなければヒストンの開放の合図(H3K4メチル化)がつかず、結果として遺伝子は読まれず静かになります。これは、従来の「DNA結合を邪魔する」発想とは異なる、新しいタイプの阻害メカニズムです。

試験管レベルの実験では、これらの化合物はPAX2が過剰に働いている腎がんや一部の卵巣がんの細胞の増殖を効果的に抑える一方で、PAX2を発現していないがん細胞にはほとんど影響しないことが示されています。これは、副作用の少ない“細胞を選ぶ”治療になりうる可能性を示す結果です。なお、PAX2阻害剤がスプライシングの異常や免疫の調整に関わる可能性についても研究が進められていますが、これらは特許文献などに基づく初期段階の知見であり、今後の検証が必要です。

📌 注意:ここで紹介した小分子化合物は、いずれも研究段階のものです。現時点でヒトの治療薬として承認・使用されているものではありません。

今後の課題としては、PAX2・PAX5・PAX8が同じグループでよく似た構造をもつため、PAX2だけをねらったつもりが他のメンバーにも作用してしまう“とばっちり”のリスクをどう避けるか、また、組織によっては腫瘍を抑える側に働くPAX2を全身的に抑えてしまう危険をどう管理するか、といった点があります。これらを乗り越えるため、薬を腎臓やがん組織だけに届ける送達技術(DDS)の開発などが重要なテーマとなっています。

8. 遺伝子診断との接続:PAX2をどう調べるか

腎臓や眼の生まれつきの異常があり、PAX2関連疾患が疑われる場合、原因となる遺伝子変異を調べることが診断や今後の見通しに役立ちます。PAX2は多くの原因遺伝子の一つであるため、関連する複数の遺伝子をまとめて調べる「遺伝子パネル検査」が用いられます。たとえば腎尿路の異常であればCAKUT・腎異形成 遺伝子パネル検査、眼の症状であれば小眼球症・無眼球症・眼球コロボーマ遺伝子パネル検査などが選択肢になります。糸球体性のタンパク尿(FSGSなど)が中心であればネフローゼ症候群・糸球体性蛋白尿NGSパネル検査も考えられます。

de novo変異(新生突然変異)の可能性

PAX2関連疾患では、親から受け継いだのではなく、子どもで初めて生じる「de novo変異(新生突然変異)のケースもあります。家族歴がなくても発症しうるため、診断には注意が必要です。一方で、親のどちらかが軽い症状(あるいは無症状)でPAX2変異を持っている場合もあり、家族全体の評価が重要になることがあります。

💡 用語解説:de novo変異(新生突然変異)

「de novo(デノボ)」とは「新たに」という意味のラテン語で、両親のどちらも持っていないのに、子どもで初めて生じた変異を指します。精子や卵子が作られる過程、あるいは受精のごく初期に偶然起こります。家族に同じ病気の人がいなくても発症することがあるのはこのためです。詳しくは新生突然変異(de novo変異)の解説をご覧ください。

遺伝カウンセリングの役割

PAX2関連疾患のように、症状の幅が広く、遺伝の仕方が関わる病気では、検査の前後に遺伝カウンセリングを受けることがとても大切です。遺伝カウンセリングでは、検査でわかること・わからないこと、結果が出たときの意味、家族への影響、今後どの臓器に注意すればよいかなどを、臨床遺伝専門医が一緒に整理します。検査を受けるかどうかも含めて、ご本人・ご家族が納得して決められるよう支えるのが目的です。ミネルバクリニックでは、検査結果の説明だけでなく、その先の見通しまで含めた中立的な情報提供を行っています。

なお、出生前の検査と出生後の検査は目的も方法も異なります。生まれてからの確定診断では、血液などを用いた遺伝子パネル検査が中心になります。出生前に調べる必要がある場合は、羊水検査・絨毛検査などの確定検査とあわせて、何をどこまで調べるかを事前に十分相談しておくことが重要です。どの検査が適しているかは状況によって大きく異なるため、まずは専門医にご相談ください。

9. よくある誤解

誤解①「腎臓の遺伝子なら眼は関係ない」

PAX2は腎臓・眼・耳・脳など複数の臓器の発生に同時に関わります。腎臓の症状だけの方もいれば、眼だけの方もおり、症状の出方は人それぞれです。「腎臓の遺伝子」と一つに決めつけられないのが特徴です。

誤解②「家族に誰もいないから遺伝じゃない」

家族歴がなくても、子どもで初めて生じるde novo変異(新生突然変異)のことがあります。また、親が軽い症状でPAX2変異を持っているのに気づかれていない場合もあります。家族歴がない=遺伝が関係ない、とは限りません。

誤解③「PAX2はがんを起こす“悪い遺伝子”だ」

PAX2は本来、体づくりに欠かせない大切な遺伝子です。がんに関わるのは、働くべきでない時期に異常に再活性化したり、逆に消失したりした場合です。組織によってアクセルにもブレーキにもなる、複雑な“二面性”を持っています。

誤解④「PAX2を狙う薬はもう使える」

BG-1やEG1などのPAX2阻害剤は、現時点では研究段階の化合物です。試験管や動物実験で有望な結果が出ていますが、ヒトの治療薬として承認・使用されているものではありません。

よくある質問(FAQ)

Q1. PAX2遺伝子は誰もが持っているものですか?

はい。PAX2はすべての人が持っている正常な遺伝子で、おなかの中で腎臓・眼・耳・脳を作るために欠かせない働きをします。問題になるのは、この遺伝子に機能を損なう変異がある場合や、大人になって異常に再活性化した場合です。PAX2を持っていること自体は、まったく普通のことです。

Q2. PAX2関連疾患は遺伝しますか?

PAX2関連疾患は常染色体顕性遺伝(旧称:優性遺伝)の形をとり、片方の変異だけで発症しうるため、変異を持つ方からお子さんに伝わる確率は理論上50%です。ただし、症状の出方には個人差が大きく、同じ変異でも軽い方から重い方までさまざまです。また、ご本人で初めて生じたde novo変異のこともあります。詳しくは臨床遺伝専門医による遺伝カウンセリングでご相談いただくのが安心です。

Q3. 腎臓の症状しかないのにPAX2の検査をする意味はありますか?

あります。PAX2関連疾患は症状の幅が広く、腎臓だけ・眼だけといった非典型例も多く報告されています。原因がPAX2と分かれば、今後どの臓器に注意して経過を見ればよいか(たとえば眼や聴力のチェック)の手がかりになりますし、ご家族の評価にも役立ちます。検査の意義は状況によって異なるため、専門医にご相談ください。

Q4. PAX2の変異があると必ず腎不全になりますか?

いいえ、必ずしもそうとは限りません。腎臓の障害は軽い低形成から重い異形成まで幅があり、進行のしかたにも個人差があります。加齢とともに腎機能が低下し末期腎不全に至る方もいますが、経過は一人ひとり異なります。定期的な腎機能のチェックと、状況に応じた管理が大切です。具体的な治療方針は腎臓内科などの主治医とご相談ください。

Q5. PAX2は「がんの遺伝子」なのですか?

PAX2は本来、体づくりに必要な遺伝子です。腎細胞癌など一部のがんでは、本来オフのはずのPAX2が異常に再活性化して増殖を後押しすることがある一方、卵管由来のがんでは逆にPAX2の消失が引き金になります。つまり組織によって役割が正反対になる複雑な遺伝子で、「単純な悪玉」ではありません。生まれつきPAX2関連疾患があることと、こうしたがんのリスクは別の話として理解することが大切です。

Q6. PAX5やPAX8とは何が違うのですか?

PAX2・PAX5・PAX8は同じグループ(サブグループII)に属する“いとこ”のような遺伝子で、DNAをつかむ部分の構造がよく似ています。ただし担当する臓器は異なり、PAX2は主に腎臓・眼・脳、PAX5はB細胞(免疫)、PAX8は甲状腺や腎臓などに関わります。構造が似ているため、PAX2を狙う薬がPAX5やPAX8にも作用してしまう“とばっちり”をどう避けるかが、創薬上の課題になっています。

Q7. ミネルバクリニックでPAX2を調べることはできますか?

PAX2は単独ではなく、関連する複数の遺伝子をまとめて調べるパネル検査で評価するのが一般的です。腎尿路の異常であればCAKUT・腎異形成パネル、眼の症状であれば小眼球症・コロボーマパネルなどが選択肢になります。どの検査が適しているかは症状によって異なりますので、まずは臨床遺伝専門医による遺伝カウンセリングで、検査の必要性や内容についてご相談いただくことをおすすめします。

🏥 PAX2関連疾患・遺伝子診断のご相談

腎臓・眼の生まれつきの異常や
PAX2関連疾患に関する遺伝子検査・遺伝カウンセリングは
臨床遺伝専門医が在籍するミネルバクリニックにご相談ください。

参考文献

  • [1] PAX2 paired box 2 (human) – Gene, NCBI. [NCBI Gene 5076]
  • [2] Genomic structure of the human PAX2 gene. PubMed. [PubMed 8661132]
  • [3] The Role of PAX2 in Neurodevelopment and Disease. PMC. [PMC8665868]
  • [4] Inhibition of Pax2 Transcription Activation with a Small Molecule that Targets the DNA Binding Domain. PMC. [PMC5761330]
  • [5] PAX2 Expression in Ovarian Cancer. Int J Mol Sci (MDPI). [MDPI IJMS]
  • [6] The mouse Pax2(1Neu) mutation … renal-coloboma syndrome … brain, ear, eye, and kidney. PNAS. [PNAS]
  • [7] PAX2 gene. MedlinePlus Genetics. [MedlinePlus]
  • [8] PAX2-Related Disorder. GeneReviews®, NCBI Bookshelf. [GeneReviews NBK1451]
  • [9] Update of PAX2 mutations in renal coloboma syndrome and establishment of a locus-specific database. PubMed. [PubMed 22213154]
  • [10] PAX2 and CAKUT Phenotypes: Report on Two New Variants and a Review of Mutations from the Leiden Open Variation Database. Int J Mol Sci (MDPI). [MDPI IJMS]
  • [11] Clinical spectrum, genetics and management insights of PAX2-related disorder in nine children. PMC. [PMC11998127]
  • [12] The Role of the PAX Genes in Renal Cell Carcinoma. PMC. [PMC11203709]
  • [13] In vivo validation of PAX2 as a target for renal cancer therapy. PubMed. [PubMed 18439754]
  • [14] PAX2 maintains the differentiation of mouse oviductal epithelium and inhibits the transition to a stem cell-like state. PMC. [PMC5652750]
  • [15] UnPAXing the Divergent Roles of PAX2 and PAX8 in High-Grade Serous Ovarian Cancer. Cancers (MDPI). [MDPI Cancers]
  • [16] An unbiased, cell-based screen for Pax protein inhibitors identifies triazol derivatives that suppress target gene expression. PMC. [PMC8934255]
  • [17] PAX2 Gene Mutation in Pediatric Renal Disorders—A Narrative Review. PMC. [PMC10454596]

関連記事

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。

お電話での受付可能
診療時間
午前 10:00~14:00
(最終受付13:30)
午後 16:00~20:00
(最終受付19:30)
休診 火曜・水曜

休診日・不定休について

クレジットカードのご利用について

publicブログバナー
 
medicalブログバナー
 
NIPTトップページへ遷移