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アポトーシス

アポトーシスとは、計画的細胞死とも呼ばれ、細胞が生理的または病的な理由で自己制御のもとで死ぬ過程である。アポトーシスは、発生、組織の恒常性維持、免疫応答、そして癌抑制において重要な役割を果たす生理的過程であり、無駄に老化したり損傷したりした細胞を取り除く方法である。

特徴

  1. 計画的な細胞死
    • アポトーシスは、細胞の内部および外部からのシグナルに応じて制御される、非外傷的で計画的な細胞死である。これにより、炎症反応を引き起こさずに細胞が死滅する。
  2. 細胞膜の保持
    • アポトーシスを経た細胞は、その膜を保持したまま内的構造を変化させ、最終的には小さな断片(アポトーシス小体)として分解され、マクロファージによって効率よく除去される。

アポトーシスのメカニズム

アポトーシスは以下のステップで進行する:

  1. シグナルの受け取り
    • 内因性シグナル:DNA損傷や酸化ストレス、低酸素などによる細胞内の異常がアポトーシスを誘導する。
    • 外因性シグナル:細胞外からのシグナル、例えばファスリガンド(FasL)やTNF(腫瘍壊死因子)が受容体に結合することによって、アポトーシスが開始される。
  2. カスパーゼの活性化
    • アポトーシスの中心には、カスパーゼという酵素群が関与する。
    • カスパーゼ-8カスパーゼ-9が活性化されると、次にカスパーゼ-3などのエフェクターカスパーゼが活性化され、細胞内の構造を壊し始める。
  3. ミトコンドリアの役割
    • ミトコンドリアはアポトーシスにおいて中心的な役割を果たす。
  4. 細胞の収縮と断片化
    • カスパーゼの活性化により、細胞の構造が崩壊し、細胞質と核が収縮し、最終的にはアポトーシス小体として細胞が断片化する。これらの小体は、マクロファージによって効率よく認識され、除去される。

アポトーシスの役割

  1. 発生と組織の恒常性維持
    • 発生過程において、アポトーシスは形態形成において重要な役割を果たし、例えば指の間の余分な細胞が死ぬことによって手の形が形成される。
    • 組織の恒常性を保つために、古くなった細胞や損傷を受けた細胞を定期的に除去する。
  2. 免疫系での役割
    • アポトーシスは、免疫系においても重要な役割を果たし、特にT細胞の選択的除去や自己免疫疾患を防ぐために必要である。
  3. 癌抑制
    • アポトーシスの障害は、癌の発生に関与する。細胞が損傷を受けてもアポトーシスが起こらない場合、異常細胞が増殖を続け、癌が形成される。
  4. 神経系での役割
    • 神経系においても、アポトーシスは不要な神経細胞を除去し、神経回路の形成を助ける。

アポトーシスと関連する疾患

    • アポトーシスが正常に機能しない場合、がん細胞の増殖を助長することがある。例えば、アポトーシス抑制遺伝子の突然変異や過剰発現ががんの原因となる。
  1. 神経変性疾患
    • アルツハイマー病パーキンソン病などの神経変性疾患では、異常なアポトーシスが細胞死を引き起こし、病気の進行に関与する。
  2. 自己免疫疾患
    • 自己免疫疾患において、アポトーシスの異常が免疫系の誤作動を引き起こすことがある。
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