神経成長因子

神経成長因子（NGF）

概要

神経成長因子（Nerve Growth Factor、NGF）は、特定の神経細胞に対してその成長、維持、増殖、生存を調節する役割を持つ神経栄養因子です。これは1956年にノーベル賞を受賞したリータ・レーヴィ＝モンタルチーニとスタンリー・コーエンによって初めて単離されました。その後、NGFはさまざまな生物学的過程に関与することが判明しており、特に神経細胞の健康において重要です。

NGFの構造

NGFは、まず前駆体形態proNGFとして知られる7S複合体を形成します。この複合体は、α-NGF、β-NGF、γ-NGFという3種類のサブユニットで構成され、これが2:1:2の比率で組み合わさっています。機能的なNGFとして知られるβサブユニットは、単にNGFと呼ばれることが多いです。活性化は主にγサブユニットに由来するセリンプロテアーゼの作用によって行われ、彼らがβサブユニットのN末端を切り取ることによって引き起こされます。

NGFの機能

NGFは主に神経細胞に対する働きが知られています。特に交感神経と感覚神経細胞にとって不可欠であり、NGFが不足するとアポトーシス（計画的細胞死）が引き起こされます。最近の研究により、NGFが神経細胞の生存調節のみならず、他の生理的経路にもかかわっていることが示されています。

神経増殖

NGFは、TrkAと呼ばれる受容体に結合し、その結果としてBcl-2などの遺伝子の発現を増加させ、標的の神経細胞の増殖を促します。一方で前駆体NGFはp75NTRと結合することによって、細胞死を引き起こすこともあります。特定の神経細胞群においては、受容体の結合経路によって生存とプログラム細胞死がどちらかに振り分けられるという複雑なシグナル経路が存在します。

膵臓β細胞の維持

膵臓のβ細胞でもNGFの重要性が確認されています。NGF受容体であるTrkAとp75NTRが発現されており、NGFを除去することによってこれらの細胞がアポトーシスを起こすことが示されています。このことは、NGFが膵臓β細胞の生存に寄与する重要な因子であることを示唆しています。

免疫系の調節

NGFは免疫系にも重要な役割を果たしています。自然免疫や獲得免疫の過程でNGFは放出され、特に炎症時にはマスト細胞から大量に放出されることがあります。これにより、神経細胞の軸索成長が誘導されるとともに、痛覚の知覚が強化される事が確認されています。

排卵への影響

また、最近の研究では、ラマなどの交尾排卵を行う一部の哺乳類において、精液中のNGFが排卵を誘発することが示されています。精液に見られるNGFは以前はOIF（排卵誘導因子）と呼ばれていました。

NGFの作用機序

NGFはTrkAとp75NTRという2種類の受容体に結合します。TrkAに結合すると、受容体間のホモ二量体化を促進し、細胞内でのシグナル伝達が始まります。これにより、さまざまな細胞内シグナル経路が活性化され、アポトーシスを防ぎ、細胞生存を促進します。特に、PI3K/Akt経路やRas/MAPK経路の活性化が重要です。

まとめ

神経成長因子は、神経系の健康を維持し、さまざまな生理機能に影響を与える重要な因子でございます。今後の研究によって、その機能と作用機序がさらに詳しく解明されることが期待されています。

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