アポトーシス

アポトーシスとは

アポトーシス（英：apoptosis）は、多細胞生物における細胞死の一形態であり、集団としての生存に対する調整されたメカニズムです。これは、細胞が自発的に自らの死を選択する、いわば「プログラムされた細胞死」の一種であり、特にカスパーゼと呼ばれる酵素群が中心的な役割を果たします。アポトーシスは、ネクローシス（壊死）の対義語として位置付けられ、細胞の健全性を保つために不可欠なプロセスとされています。

アポトーシスの由来

「アポトーシス」という用語は、ギリシャ語の「ἀπόπτωσις（apoptōsis）」に由来し、「apo-（離れる）」と「ptōsis（落下、転倒）」の二つの語が組み合わさった言葉です。この語は、枯れ葉が木から落ちる様子を描写しており、自然の流れに従った「落ちる」ことを象徴しています。英語では「ˌæpəˈtoʊsəs、ˌæpəpˈtoʊsəs」と発音されますが、初期の研究文献では二つ目の「p」が黙字扱いとなっていることもあります。

アポトーシスの特徴

アポトーシスは以下のような特徴的な変化を伴います：

1. 細胞膜構造の変化：細胞が丸みを帯び、小型化し、隣接細胞から離れます。
2. 核の変化：核内のクロマチンが凝縮し、核自体が濃縮されます。
3. DNAの断片化：DNAが短いセグメントに切断され、結果として小型の「アポトーシス小胞」が生成されます。
4. 貪食：マクロファージなどの免疫細胞がこれらの小胞を取り込み、廃棄します。

このメカニズムは、癌化した細胞や異常な細胞を除去するのに役立ち、腫瘍の発生を未然に防ぐ要因となっているのです。また、生物の発生過程においても、あらかじめ決められたタイミングで細胞死が生じ、器官形成や形態変化に寄与しています。

例：アポトーシスによる変態

具体例として、オタマジャクシからカエルへの変態過程において、尻尾が消失するのもアポトーシスの影響です。線虫における発生過程では、アポトーシスがどの細胞で起こるかが詳細に記録されており、ヒトの指の発生も同様に、指間の細胞がアポトーシスによって除去されることで完成します。

アポトーシスのシグナル伝達経路

アポトーシスを開始するには、細胞内での複雑なシグナル伝達経路が必要です。主に線虫の遺伝学的研究から、この経路が明らかになってきました。この経路にはいくつかのキー要素が含まれています。主な進行手順は以下の通りです：

• - 細胞外からのシグナル：TNFやFasリガンドなどのサイトカインが、受容体に結合し、カスパーゼ-8と-10を活性化します。そして、これがカスパーゼ-3を活性化します。
• - DNA損傷：p53タンパク質がミトコンドリアのBaxやBakタンパク質を介してシグナルを送ります。これによりシトクロムcが漏出し、カスパーゼ-9を活性化し、最終的にカスパーゼ-3につながります。
• - 小胞体ストレス：異常なタンパク質が生成されると、カスパーゼ-12が活性化され、最終的にカスパーゼ-3に接続します。

カスパーゼ-3が他のタンパク質を分解することでアポトーシスが促進されます。このようにアポトーシスのメカニズムは多様であり、植物でも異なるパスウェイに基づく細胞死が見られるため、こうした現象を一般に「プログラム細胞死」と総称することもあります。」

もう一度検索