Notchシグナリング

Notchシグナリング経路について

Notchシグナリング、またはNotch経路は、ヒトを含む脊椎動物や節足動物の多くに見られる遺伝子調節の経路です。この経路は、神経、造血、血管、体節などのさまざまな発生過程に関与しており、通常は非常に保存されています。Notchシグナリングは、ひとつの受容体と複数のリガンドを介した細胞間の情報伝達に重要な役割を果たします。

発見の歴史

このシグナリング経路は1914年にJohn S. Dexterによって発見され、その後、トーマス・ハント・モーガンが1917年に遺伝子の劣性形質として特定しました。また、1980年代にはSpyros Artvanis-TsakonasとMichael W. Youngによって、その遺伝子産物に関する生化学的解析が行われました。

Notchシグナリングの仕組み

Notch受容体は細胞膜を貫通しており、細胞外ドメインと細胞内ドメインに分かれています。リガンドが細胞外ドメインに結合すると、特定のタンパク質分解酵素が活性化され、受容体の細胞内ドメインが切断されます。切断された細胞内ドメインは核へ移行し、遺伝子発現を調整します。このメカニズムは、細胞間の接触によって引き起こされ、発現の抑制が近隣の細胞に影響を与えることで、細胞集団の構成に寄与します。これにより、シグナリングの側抑制が重要な役割を果たします。

Notchシグナリングの機能

Notchシグナリング経路は、細胞の発生と恒常性において重要な機能があり、以下のような過程で役割を果たします：

• - 神経細胞の発生と機能
• - 血管内皮細胞の運命と血管新生の安定性
• - 心臓弁の発達と維持
• - すい臓の腺特化
• - 消化管における細胞の特化
• - 骨髄での造血幹細胞の成長と分化

また、Notchシグナリングはリンパ系前駆細胞からT細胞系への特化や乳腺の発達など、他の多くの重要な生物学的過程にも関与しています。最近の研究では、Notchシグナリングの異常が様々な癌や疾患の原因であることが示唆されています。特に、T細胞性急性リンパ球白血病や遺伝性脳小血管病など、研究モデルにおいてNotchの抑制が増殖抑制につながることが示されています。さらに、間葉系幹細胞でのNotchの発現を抑えるタンパク質Rex1も新たに発見されており、細胞分化を妨げる役割を果たしています。

まとめ

Notchシグナリング経路は、生物の発生と器官形成に欠かせない重要な情報伝達経路であり、正常な発生にも深くかかわっています。この経路の研究は、医学的な適用や治療法の開発においても期待されており、今後の研究が非常に待たれる分野です。

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