第X因子は、血液が固まる過程(凝固カスケード)において中心的な役割を担う
酵素の一つです。
セリンプロテアーゼと呼ばれる
酵素群に属し、その重要性から発見者の名にちなんで
Stuart–Prower因子とも呼ばれます。
この因子は主に
肝臓で合成され、その合成には
ビタミンKが不可欠です。血液凝固が始まる際には、第X因子は特定の
酵素複合体によって活性化され、
第Xa因子へと変化します。この活性化を促す
酵素複合体には二種類あります。
一つは、
内因系テンナーゼと呼ばれるもので、主に
第IX因子と
第VIII因子が関与します。もう一つは、
外因系テンナーゼで、
第VII因子と組織因子が複合体を形成して働きます。このように、第X因子は血液凝固の内因系経路と外因系経路が合流する
共通経路の開始点となる重要な位置を占めています。
活性化された第Xa因子は、
プロトロンビンという物質に作用し、これを切断することで血液凝固の中心的な
酵素である
トロンビンを生成します。この反応は、第Xa因子が補因子である第Va因子と結合して
プロトロンビナーゼ複合体を形成することで著しく促進されます。
生成された第Xa因子は、その活動が過剰にならないように制御されています。
プロテインZ依存性プロテアーゼインヒビター (ZPI) という
セリンプロテアーゼ阻害物質によって不活化されます。この不活化は
プロテインZが存在することで非常に効率が高まります。プロテインZが欠乏すると、第Xa因子の活動が亢進し、
血栓ができやすい状態になることが知られています。第X因子の血中での半減期はおよそ40時間から45時間です。
ヒトの第Xa因子の立体構造については、
1993年に初めて結晶構造が報告されて以来、多くの研究が進んでいます。現在では、さまざまな阻害物質と結合した状態を含め、191種類もの結晶構造情報が登録されています。第Xa因子の
酵素活性を示す部分は、S1、S2、S3、S4という四つの小さな領域(
サブポケット)で構成されています。特にS1サブポケットは、どの物質を認識して結合するかを決める上で重要です。多くの第Xa因子阻害薬はL字型のような構造を持ち、S1とS4サブポケットの両方に結合することで強力な阻害作用を示します。
ヒトにおいて第X因子をコードする
遺伝子は、
13番染色体の13q34領域に位置しています。
第X因子の機能が障害されると、様々な疾患が生じます。生まれつき第X因子の機能が不十分な
先天性第X因子欠損症は非常に稀な疾患で、出血が止まりにくい症状(鼻血、関節内の出血、消化管出血など)が現れます。また、
アミロイドーシスのように、後天的に血中の第X因子が減少する病態もあります。
ビタミンKが不足したり、抗凝固薬の
ワルファリンを使用したりすると、活性を持たない第X因子が産生され、これも凝固能の低下につながります。
ワルファリンによる治療はこのメカニズムを利用したものです。近年では、第Xa因子を直接的に阻害する新しいタイプの抗凝固薬(
アピキサバン、エドキサバン、リバーロキサバンなど)が開発され、
血栓塞栓症の予防や治療に広く用いられています。
医療現場では、重度の出血時などに
新鮮凍結血漿を輸血することで第X因子を補充したり、
第X因子製剤が使用されたりすることもあります。
また、生化学の研究分野では、第Xa因子が特定の
アミノ酸配列(Ile-Glu-Gly-Arg または Ile-Asp-Gly-Arg)のアルギニン残基のすぐ後ろを切断する性質を利用して、
タンパク質の精製や修飾に応用されることもあります。
血液凝固のメカニズムに関する理解は時代とともに進化してきました。かつては、内因系と外因系という二つの経路が単純に共通経路で合流すると考えられていました。しかし、細胞の役割を考慮した新しいモデルでは、凝固は「開始」「増幅」「伝播」の三段階で進行すると説明されています。第Xa因子は、この三段階全て、特に
血小板表面での大量の
トロンビン生成(
トロンビンバースト)において中心的な役割を担います。
トロンビンバーストは、最終的に
フィブリンという
タンパク質の塊(
血栓)をしっかりと形成するために不可欠です。
現在の多くの抗凝固療法は、この第X因子の働きを標的としています。前述の
ワルファリンは、
ビタミンKに依存する第X因子を含む凝固因子の合成を妨げます。
ヘパリンや
低分子量ヘパリン、
フォンダパリヌクスといった薬剤は、
アンチトロンビンという天然の阻害物質の働きを増強することで、間接的に第Xa因子を不活化します。特に低分子量
ヘパリンや
フォンダパリヌクスは第Xa因子への選択性が高いことが特徴です。そして近年開発された直接第Xa因子阻害薬は、アンチ
トロンビンを介さずに、遊離している第Xa因子やプロトロンビナーゼ複合体の一部として働いている第Xa因子を直接かつ特異的に阻害するため、より予測可能な効果が期待されています。
第X因子欠損症は、1950年代にアメリカと
イギリスでそれぞれ独立に報告されました。患者の氏名(Rufus Stuart氏とAudrey Prower氏)にちなんでStuart–Prower因子という別名がつけられたという歴史があります。
一部の薬剤、例えば
組織因子経路阻害薬との薬物相互作用も報告されています。