（細胞死） |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 ＞ことば＞アポトーシス |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
関連情報 |
「ガン」「劇症肝炎」「潰瘍性大腸炎」「アルツハイマー」「狂牛病」「心筋梗塞」「トリプレットリピート病」「ガラガラヘビ」「ｐ53」 |
| アポトーシスに関連する病気 |
|
 アポトーシスの抑制
アポトーシスの促進
|
| アポトーシス | あらかじめプログラムされた細胞死 （細胞の自然死） 自発的な細胞死。ＤＮＡが断片化する。 一瞬で死ぬのは・・・「壊死」 核が大きくなって分断化、ミトコンドリアに変化無し 急に小さくなる→細胞がいくつもの断片に分かれる。(アポトーシス小体) |
| ネクローシス | 炎症時に見られる大規模な細胞死 （細胞の事故死） 核は変化少ない、ミトコンドリアが崩壊する。 |
| 徐々に大きく膨らみ→細胞の内容物が流出する | |
| アポビオーシス | (細胞の寿命死） 神経細胞や心筋細胞などの非再生細胞 |
| アポトーシス | ＝「細胞の自然死」（自発死） あらかじめプログラムされた細胞死のこと。植物の落ち葉、胎児の指の形成、ガン細胞の死滅・・・・。無関係に見えるこれらの現象に共通しているのが、細胞が自滅するように死んでしまうアポトーシスだ。生命が生きるためには、死んでもらわなければいけない細胞がある。たとえば、ウイルスに感染した細胞、ガン細胞、自己の対する抗体を持ってしまった細胞などを、そのまま放置すると、逆に我々の生命が危うくなる。このような細胞は、自らプログラムを起動し、自殺し、他に被害を及ぼさないようにする自己犠牲が必要になる。
コントロールされた細胞の消去（ギリシャ語でアポトーシス） 地球に生命が誕生して20億年経過したころ、有性生殖する生物が誕生。有性生殖ではオスとメスの遺伝子がランダムに組み合わされる。その中には不具合な組み合わせも誕生する。それを排除するシステムとして、アポローシスが生まれた。キズを持った固体が生存しつづけると「種」が維持できなくなる恐れがある。 そこで、細胞の１つひとつに死をプログラムした。 生まれたときに、すでに、細胞の１つひとつに2種類の酵素が組み込まれている。活性酸素などで細胞が傷つくと、酵素の1種類が細胞骨格を切断。もう種類が細胞核に入りＤＮＡを切断する。刻まれたＤＮＡは細かく鳴り小さな袋状（アポトーシス小体）になって細胞内に集まる。それをマクロファージなどが貪食する。そして1日に3000億個の細胞がアポトーシスで自発的に死んでいる。 ＤＨＡを細胞の外へ出さないことで、全体の組織を維持している。 有性生殖しない細菌などには死はプログラムされていない。 |
| 新物質 |
セリンプロテアーゼ 2002年、理化学研究所はこれまでとは違うメカニズムで細胞死（アポトーシス）を導く新物質を発見した。痴呆症やパーキンソン病など神経変性疾患の解明・治療に将来つながる基礎的成果。6/28日発売の米科学誌モルキュラー・セルに発表する。 理研脳科学総合研究センターの高橋良輔チームリーダーらの研究グループは人間の子宮ガン細胞を使った実験で、「セリンプロテアーゼ」と呼ぶタンパク質分解酵素が細胞死の誘導因子になっていることを突き止めた。分子量３６０００のこの分解酵素は通常、ミトコンドリアの中にあるが、紫外線などの外部からの刺激によって細胞質内に移動。しばらくすると細胞を丸く縮めて死に導くことが分かった。 神経変性疾患やガン・自己免疫疾患に関与していると言われる細胞死は、これまでカスパーゼ３と呼ぶタンパク質分解酵素が原因と考えれてきた。・・・細胞にアポトーシスの刺激が到来すると、ミトコンドリア外膜の透過性が亢進して、チロクロームＣなどのミトコンドリアタンパク質を漏出させる。すると、細胞質に漏れ出たこのタンパク質は、アポトーシスの実行者であるカスパーゼ3という酵素を活性化する。それによってＤＮＡ分解酵素の活性が高まり、核の中のＤＮＡの細断化が進む・・・ 活性化したカスパーゼ３が、タンパク質を切断する役割を担い、細胞死を導く仕組みだ。 カスパーゼ３が核や細胞を細切れにして細胞を死なせるのに対し、セリンプロテアーゼはこうした分断現象が観察されなかった。細胞死するまでにかかる時間にも大きな差が見られた。 神経変性疾患では、カスパーゼによらない過度の細胞死が原因で痴呆症やパーキンソン病が発病するとの報告がある。 |
| カスパーゼ | 細胞の分化 2009年、東京大学の三浦正幸教授と倉永絵里奈講師らのチームは、プログラムされた細胞死（アポトーシス）を引き起こす酵素が、細胞死だけでなく、細胞増殖や細胞の分化も制御するメカニズムを解明した。 細胞内でカスパーゼという酵素が強く働くと細胞死が起こるが、弱く働くと細胞の骨格を保ったり増殖したりすることが知られている。ただ、どうして？そのように調節しているのかが不明だった。 研究チームは、カスパーゼを阻害するタンパク質「ＤＩＡＰ1」が光るようにショウジョウバエを遺伝子組み換えで作製し、細胞が分化していくときの様子を詳しく観察した。 ＤＩＡＰ1が増えるとカスパーゼが減り細胞は生き延びた。 ＤＩＡＰ1が少し減るとカスパーゼの働きが弱くなり細胞骨格が保たれる ＤＩＡＰ１がほとんど無くなるとカスパーゼが活発に働き細胞死が起きた。 細胞内でのカスパーゼの働きが著説される様子を観察して解明したのは初めて。 神経の形成をうながす 2010年、東京大学の三浦正幸教授らはマウス実験で、細胞死（アポトーシス）を引き起こす遺伝子に、神経の形成をうながす働きがあることを突き止めた。 神経の発達を促すタンパク質を調整して、正常に発達するように制御する。 成果は米科学アカデミー紀要（電子版）に掲載。 三浦教授らはマウスの嗅覚の神経を使い、死刑ができるときに働いている遺伝子を解析した。その結果、タンパク質を分解して細胞を死に導く働きが知られる「カスパーゼ」というタンパク質の遺伝子が活発に働いていた。 カスパーゼを働かなくしたマウスでは、神経が通常と違う形に発達してしまい、神経同士がつながる部分がうまく形成されないなどの異常が起こった。 カスパーゼが働いている神経細胞では、神経の成長を促す「セマホリン7A」というタンパク質が切断されていることも分かった。カスパーゼがセマフォリン7Aの量を調節することで、神経が正しく発達するよう制御していると考えられるという。 |
| 3つの物質 | 化学物質 関西大学の池内俊彦教授と下家浩二准教授は、細胞の自殺（アポトーシス）を促す化学物質を発見した。
これらの化学物質は細胞内の小胞体という器官に作用し、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）の分解などを促す酵素を発生させて、細胞が死滅したと見ている。 小胞体の活動による細胞死は、パーキンソン病などの原因の１つとされる |
| 活性酸素 | 活性酸素によってアポトーシスが誘導されることを、自然科学研究機構生理学研究所(愛知県岡崎市)の岡田泰伸教授らの研究グループが解明し、2004年4/20付けの米科学アカデミー紀要(電子版)に掲載。 |
| 自殺 | ウイルスが感染した細胞は「自殺」で増殖を防ぎ体守る。 「細胞が、いくつかのビーズ玉になって崩壊した。多くのビーズ玉は三日月形の光を放っている、光の元は、凝縮してしまった核。 エイズウイルス(HIV)に感染した人間のリンパ球(ＣＤ４細胞)が、ＨＩＶを道ずれに自殺した瞬間だ。
アポトーシスは、生物の体の形作りや細胞社会の秩序を守るのにかかせない仕組みだ。 生物の形が出来ていくとき、細胞は普通、かなり多めに増殖して、余分な細胞がアポトーシスで消える。手は、初めは扇のような形をしているが、決まった細胞が決まった時期に死ぬことで指の形が出来る。オタマジャクシのシッポがなくなるのもアポトーシスだ。 おとなの体内では、ウイルス感染だけでなく、放射線などでＤＮＡが傷ついた細胞もアポトーシスを起こす。自分自身を敵と誤解するような有害な免疫細胞もアポトーシスで除かれる。 アポトーシスは、外からの信号で働き出す。おとなの体内で有害な細胞が消える時は、細胞表面のタンパク質が「自殺せよ」との信号を受け取る、積極的な排除だ。ところが、形づくりの現場は、そうではないらしい。“細胞は「共に生きていこう」という信号を出し合っている。発生過程のアポトーシスはこの信号を受け取れなかった細胞が消えることのようだ”と東京理科大学薬学部の田沼靖一教授は言う。形づくりは、細胞がお互いに支え合うことで進む。残酷なことに、その社会から孤立した細胞は生き残れない。 |
| ガン | ガンとアポトーシス <1>（ガン細胞、低酸素状態で自滅）
<3>（関係するタンパク質を発見）（→テロメア） ＤＲ５（ヒトデスレセプター5） は細胞の自殺減少にかかわるレセプターで、正常な細胞ではほとんど見られない。 ＤＲ5に結合してガン細胞の破壊を狙う薬を開発中。 Fas 2010年、米シカゴ大学と大阪大学の沢田健二郎助教らのチームは、細胞膜にありアポトーシス（細胞死）のスイッチとして働く「Ｆas」タンパク質が、ガンの発生や増殖に欠かせないことを突き止めた。 Ｆasは長田重一京都大学教授が発見したアポトーシス関連分子。 ガン細胞ではＦasが減少しているという報告があり、ガン細胞が増殖しやすいのはアポトーシスを回避しているからだと考えられてきた。その一方で、Ｆasが多いとガン患者の生存率が下がるとの報告もある。 Ｆasがガン抑制と増殖のどちらに関わっているのか詳細は不明だった。 研究チームはまず乳ガンや卵巣ガン、肝臓ガンなどのヒトのガン細胞で実験。 ＲＮＡ干渉という手法でＦasが作れなくすると、ガン細胞が増殖しなくなった。 マウス実験でも同様で、卵巣ガンを発症するマウスなどでＦasを働かなくすると、ガンが発生しなくなった。 Ｆasは、細胞増殖に関わるＪＮＫというタンパク質のスイッチを入れる役割があり、ガンの発生。増殖に不可欠だった。 Ｆasには従来知られていたアポトーシスを誘導する経路だけでなく、ガン増殖を促す経路も存在し、周辺環境などに応じていずれかのルートが働くと研究チームは考えている |
| 脳細胞 の自滅 |
東京都臨床医学総合研究所は米エール大学と共同で、脳細胞の自滅(アポトーシス)が『ＣＰＰ32』というタンパク質によって引き起こされていることを突き止めた。このタンパク質を作れないネズミは脳細胞が自滅せず、脳が肥大する。アルツハイマー病などの痴呆症には神経細胞の自滅が関係していると考えられており、治療薬開発などに応用できそうだ。 研究グループは臨床研免疫研究部門の鳥山一室長と杭田慶介主任研究員ら、脳細胞の自滅を調べるため、ネズミの遺伝子の一部を操作してＣＰＰ32タンパク質を体内で合成できないように変えた。 このネズミを普通のネズミと比較したところ、ＣＰＰ32タンパク質を作れないネズミの胎児は、不要な脳細胞が自滅できずにいつまでも残っていることがわかった。生物の組織は必要な細胞だけが残り、いらなくなった細胞が自滅することで、複雑な構造を作るが、ＣＰＰ32を作れないネズミは不要な脳細胞がいつまでも残るため脳は肥大していた。杭田主任研究員は「ＣＰＰ32は脳細胞を自滅させる働きを持つ可能性が高い」と話している。ＣＰＰ32を合成できないネズミも、胸腺や肝臓は正常に作られていた。ＣＰＰ32は脳以外の臓器の細胞の自滅にはほとんどかかわっていないと考えられるという。 脳が萎縮していくアルツハイマー病などの痴呆症は、必要な神経細胞までが次々に自滅していくことが原因と言われている。今回、脳神経の自滅を引き起こしているのがＣＰＰ32タンパク質だと分かり、このタンパク質の働きを抑えられれば神経細胞の自滅を防げる可能性がある。 免疫細胞の自滅を引き起こすタンパク質などはいくつか知られているが、神経細胞の自滅を引き起こすタンパク質はこれまでほとんど知られていなかった。 |
| 酵素 | 細胞死起こす酵素を解明 大阪大学医学部の長田重一教授らのグループは、生体内で不必要な細胞を自滅させる「細胞死（アポトーシス）」の引き金となる酵素を解明した。細胞死の一連の流れを分子レベルでも明らかにした。細胞死は様々な病気と関連しており、新たなガン治療の開発につながると見ている。英科学誌「ネイチャー」の最新号に成果を発表した。 細胞死の引き金となるのは遺伝子の本体のデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を分解する酵素。『ＣＡＤ』と呼ばれ、ネズミの細胞から抽出・精製し、遺伝子の塩基配列屋分子構造を解明した。健康な細胞ではこの酵素の働きが『ⅠＣＡＤ』というタンパク質によって抑えられているが、弱った細胞はこのタンパク質が破壊され、酵素が細胞内のＤＮＡを破壊し、細胞死を引き起こす。 |
| 再灌流障害 | 再灌流障害とアポトーシス（→心筋梗塞） |
| 痴呆症 | 痴呆症を起こす脳細胞死 「痴呆症の一種、遺伝性のアルツハイマー病の原因となる脳の細胞死が起きる仕組みを、田辺製薬創業研究所の今泉和則研究員らが大阪大と共同で解明、英科学誌ネイチャー細胞生物学12月号で発表する。 脳の神経細胞が大量に死んでしまうメカニズムは従来よく分からなかったが、今泉研究員らは、細胞内の特定の遺伝子異常にストレスが重なると、細胞死が起きることを突き止めた。 タンパク質の不良品を処理 2011年、京都産業大学の永田和宏教授、九州大学の稲葉謙次特任教授らは細胞内で正しい立体構造にならなかった「不良品」タンパク質を処理する仕組みを明らかにした。 特定の酵素が仲介役を果たしていることがわかった。 成果はﾓﾚｷｭﾗｰ・ｾﾙ（電子版）に掲載。 不良品の処理は、細胞内でタンパク質を作る工場となる小胞体の中で進む。 細胞には不良品タンパク質を見つけると小さく切断し、小胞体の外に運び出して分解する仕組みがある。研究チームはＳＰrigｰ８などを使い、不良品タンパク質を切る役割を担う酵素「ＥＲdj5」を分析。不良品を選別する分子や、小胞体の外に運ぶ分子と結合しやすい立体構造であることを見つけた。酵素はこの構造を生かして不良品の切断だけでなく、選別から細胞外への運搬まで一連の工程を進めていることが分かった。 アルツハイマー病やパーキンソン病のメカニズムの解明につながる。 |
| 川崎病 | 2010年、理化学研究所は、細胞死（アポトーシス）に関係する遺伝子の個人差によって、川崎病の発症率が1.4倍に高まることを突き止めたと発表した。発症率が1.8倍高まる別の遺伝子とともに、川崎病の発症メカニズムの解明や治療法の開発に役立つ成果という。 英科学誌ヒューマンモレキュラジェネティクスに掲載。 川崎病は乳幼児などの原因不明の病気で、発熱や目の充血などの症状が出る。 |
| 動植物 で共通 |
細胞死の仕組み、動植物で共通 「ミシガン大学などの研究チームは細胞の死を引き起こすメカニズムが動物と植物で共通していることを突き止めた。 |
| 撮影 | リアルタイムで撮影 2011年、東京大学の三浦正幸教授と山口良文助教らは、生きた動物の細胞死が起こる様子をリアルタイムで撮影することに成功した。 特殊な蛍光タンパクなどを使い、マウスで実験した。 頭蓋骨が欠損して脳がむき出しになる外脳症などの病気の発症メカニズムの解明につながる。成果はジャーナル・オブ・セル・バイオロジー（電子版）に掲載。 細胞が蛍光タンパクを作るように遺伝子操作したマウスの胚を使って実験。 この胚は生きた細胞は黄色に、死んだ細胞は青色に光る。 毎秒数枚の写真を断面状に撮影する「超高速スキャン型共焦点顕微鏡」で胚の変化を調べたところ、胚の細胞の一部が死んでいく様子を観察できた。 胚の状態で細胞死が不活発だと、神経管と呼ばれる空洞部分が閉じこめられるタイミングが遅れ、外脳症や背骨の形成不全である二分脊椎などの先天的な病気を引き起こす。 |