ほ乳類の酸性環境として、まず胃の内腔が思い浮かぶと思いますが、その他にも多彩な酸性環境が形成されています。例えば、細胞内ではゴルジ体、エンドソーム、リソソームなどの細胞内小器官（オルガネラ）の内部、組織・個体レベルでは骨吸収窩、尿細管、膀胱、輪精管などの内腔も酸性です。細胞の内外に形成されている酸性環境には、加水分解酵素、ホルモン、神経伝達物質など多くの生理活性物質が含まれており、タンパク質分解や小胞輸送をはじめ、免疫・神経機能、骨代謝などにおいて重要な役割を果たしています。

生体内の酸性環境の形成および、酸・塩基平衡の維持に中心的な役割を果たしているのがプロトン・ポンプ液胞型ATPase（V-ATPase）と呼ばれる酵素です（図）。V-ATPase はATPの加水分解で得られるエネルギーを使って膜を介してプロトン（水素イオン）を輸送します。

このV-ATPaseの機能欠損による酸性環境や酸・塩基平衡の異常は、骨粗しょう症やがんの転移をはじめ、さまざまな疾病と密接に関係しています。骨粗しょう症を例にあげると、国内の患者数は約1,000万人と推定され、大腿骨頸部骨折は高齢化社会の進展に従い急速に増加しています。加齢とともに、骨を壊す破骨細胞が形成する酸性環境によって骨吸収が進み、骨密度が減少することが主な原因です。ただ、これら疾病の治療薬は副作用が多く、特効薬もありません。生体内のプロトン・サーキットの形成・制御、その生理機能に関する基礎研究と関連する薬物開発は重要な課題です。また、ウイルスが細胞に侵入する際、その感染プロセスにはオルガネラの酸性化が必要です。Covid-19も酸性オルガネラを介して細胞内に侵入します。V-ATPaseの活性を阻害して、オルガネラの酸性化をブロックすればウイルスの感染防止が可能ですが、このような薬剤は副作用があまりに強く、治療薬としては使用できないのが現状です。

酸性オルガネラの中で、特に着目しているのはリソソームです。細胞の中ではいろいろゴミも出ますし、細胞外から異物を取り込むこともあります。細胞にとって有害なものを処理するゴミ処理工場がリソソームというオルガネラです。リソソームの内腔はV-ATPaseによって酸性化されており、酸性条件下で色々な分子を分解する酵素が詰まっています。リソソームはオートファジー（自食作用）にも関わっています。細胞の栄養源不足を感知し、細胞の活動を制御する重要なオルガネラとして、注目されています。

私は学生時代から、１つの細胞から個体まで生命に共通した現象に興味を持っていました。例えば遺伝子からタンパク質を作ることは、すべての生命に共通します。私が大学院生の時、研究室の助教授が大隅良典先生でした。ご存じの通り、大隅先生は「オートファジー（細胞の自食作用）の仕組みの解明」で2016年にノーベル生理学・医学賞を受賞されました。オートファジーもすべての動植物細胞に共通する仕組みです。「人のやらないことをやる」を徹底された大隅先生の影響を受け、私も少しずつではありますが、新しい発見に繋がる基礎研究を続けています。

生命の基本的な現象が破綻してしまうと病気になる。すなわちさまざまな病気と関連しているそのメカニズムを明らかにすることで、最終的には治療薬開発の新戦略への道筋を提供することができると考えています。