薬理学における作用機序(さようきじょ、英: mechanism of action, MOA)とは、薬剤がその薬理学的効果を発揮するための特異的な生化学的相互作用を意味する[2]。作用機序では大抵、薬剤が結合する酵素あるいは受容体といった特定の分子標的について言及される[3]。受容体部位は、薬物の化学構造とそこで起こる特定の作用に基づき、薬物に対する特定の親和性を持つ。
受容体に結合しない薬物は、単に体内の化学的または物理的特性と相互作用することにより、対応する治療効果を生じる。このように作用する薬物の一般的な例としては、制酸剤や下剤がある[2]。
対照的に、作用機構 (英: mode of action, MoA) は、生体が物質に曝露されることによって生じる細胞レベルでの機能的または解剖学的変化を意味する。 新しい薬物・医薬品の作用機序を解明することは、いくつかの理由から重要である。
重要性
抗感染症薬
薬剤の特定の部位と受容体の間の相互作用を知ることにより、他の薬剤によってこの相互作用を再現することができ、したがって同じ治療効果を生み出すことができる。実際、この方法は新薬の開発にも使われている。
どの患者が治療に反応する可能性が高いかを特定するのに役立つ。乳がん治療薬トラスツズマブはHER2タンパク質を標的とすることが知られているため、たとえば、腫瘍にHER2分子が存在するかどうかをスクリーニングして、患者がトラスツズマブ治療の恩恵を受けるかどうかを判断することができる[6][7]。
標的経路に対する薬物の効果を患者内で監視できるため、より良い投与 (英語版) が可能になる。例えば、スタチンの投与量は、通常、患者の血中コレステロール値を測定することによって決定される[6]。
薬剤耐性が出現する可能性が低くなるような方法で薬剤を組み合わせる(併用療法)ことができる。抗感染薬や抗がん剤がどのような細胞構造に作用するかを知ることで、複数の標的を同時に阻害するカクテルを投与することが可能となり、それにより微生物や腫瘍のDNAにおける単一の変異が薬剤耐性や治療の失敗につながるリスクを低減する[4][8][9][10]。
薬剤の他の適応症を特定できる場合がある。たとえば、シルデナフィルがホスホジエステラーゼ-5 (PDE-5) (英語版) タンパク質を阻害するという発見により、PDE-5は肺高血圧症の肺で発現していることから、肺動脈性肺高血圧症の治療薬として再利用することが可能となった[11][12]。
決定方法
顕微鏡を用いた手法線維化 (右上) は、抗菌剤がPBP3、FtsZまたはDNAを標的としていることを示している[4]。
生理活性化合物は、標的細胞の表現型変化を誘導、顕微鏡で観察できる変化を誘発し、化合物の作用機序を洞察することができる[13]。
抗菌剤では、標的細胞のスフェロプラストへの変換は、ペプチドグリカン合成が阻害されていることを示す可能性があり、標的細胞の線維化は、PBP3、FtsZ、またはDNA合成が阻害されていることを示す可能性がある。