3.0以上と1024x768以上のモニタを用いてご覧になられることを推奨します。ブラウザのウィンドウサイズが小さいと図が乱れます。
本項は宗教論でも哲学論でもありませんで、その手の方は勘弁してください。本ホームページは分野の発展するたびに付け加えてますので永久に工事中です。
に出ました。今後のクローン病の研究に大いに役立つものと思われます(2/4)・・・同時に奇妙な論文もいっしょに出ました（こちらは追試の広
科学の発達した今日、多くの生命現象が分子レベルで解明されてきています。現在、科学の分野では死についても真剣に研究されるようになってきて
人は多くの欲を持っていますが、もっとも強い欲求はもっと生きたいというものではないでしょうか。そこで交通事故や病原感染の防
止といった不慮の死を回避する様々な手段をこうじています。年々、技術が発展して人は長寿化する傾向にあります。
にもかかわらず、人は死にます。現代では上記が減少するのに応じて、今まで感染症や循環系異常などによる死に隠れて見えなかった癌による死が増えています。
陀は四門に四相を見て出家を決心しましたが、これは仏陀のみが感じた疑問だけではなく人類の大命題です。
ですから人が死ぬ(個体死)時はふつう細胞の死ぬ時でもあります。しかし、人の体は約60兆の細胞からできていますが、これらの細胞は培養して
やると個々に生きることができます。それでも細胞はいつか死にます。そのうちの一つは摂取する栄養分がなくなったり、物理的に傷ついたりといった「不慮の
的根拠などからこれらは単細胞生物であると考えられています。単細胞生物は一般に無限増殖を繰り返し、いつまでたっても老いず不慮の死以外
には死にません。しかし、人の体はこうした細胞の単なる集まりと異なって、全体で「からだ」として働くために、ちがう働きを持った、ちがった形を
した細胞(機能的・形態学的に分化した細胞)からなります。生きた細胞は新陳代謝を行いますが、体の中のいくつかのしくみを維持するためには、それを支え
る細胞自体が絶えず増殖して死滅を繰り返す必要があります。たとえば、皮膚では絶えず表皮細胞が増えて死んで垢となっていますので、たとえ皮膚の細胞が太
を保護する「殻」をもつものがあらわれました。初めは単に乾燥などの急激な単純な環境変化に耐えるだけのためでした。その後、この殻はより効率のいい繁殖
を支える母体となります。初めは単なる殻であったのに、やがて形も複雑になり、生殖を効率的に進める器官となります。その多様性を個々にあげると先に話が
進まないので省略します。こうして生殖細胞を保護していた殻は今や人の体の大半を占めるまでになったわけです。殻は所詮殻、いつかは腐り落ちていくもので
す。しかし殻を持つことで生存に有利になったことはいうまでもありません。さらにその「殻」がもっといろんなことをしてくれると、もっと有利です。つまり
by和田勝氏。細胞の誕生と生死についてよくまとめてある。全体も秀作なので時間のある人は最初から読
こうして獲得された「殻」の体は時代と共にどんどん巨大に複雑に進化していきました。また、むしろ殻であるべき体（体細胞）が生殖細胞の運命まで決めるよ
うになってしまいました。今や人の生殖細胞が一人前になるまでには体細胞と直接繋がって命令を受ける必要があります。この命令のうちには生殖細胞の
その後の生死をも決定するものまであります。つまり、後の繁殖に直接繋がらない無駄な増殖行為を抑制した方がいいという判断からです。こうした脳
や他の体のしくみを利用した「判断」は原始的な単細胞状態に近い生殖細胞ができるわけもなく、体細胞の主導の生命体の誕生となったわけで
そのために、こうした生物では、個体という自分らの集団に、その存在を脅かす厄介者がいたら排除するし
厄介者のもっとも最たるものは天敵や体の中に入ってくる病原体です。また、厄介者は外からだけとは限りません。
体の中で分業している細胞や、体を作ったり維持するために一過的に必要な細胞のなかには、その場所や時期以外にい
てもらっては困るものもいます。たとえば、赤ちゃんの体ができる途中でいつまでも水かきが手にあると、ちょっと困ります。
また、発癌剤や放射能などで遺伝子が傷つくと、ちょっとぐらいなら細胞は自分で直してしまうのですが、あんまり遺伝子の壊れ方が
ひどいようだと、修復不能になったり、修復の途中で間違ったりしてしまい、癌細胞などの元となります。癌細胞は体全体のことを考えず勝手なことをやるので、これも厄介
また、人は「自分」の細胞を病原といった外敵から守るためのしくみを持ちますが(免疫系といいます)、免疫系の細胞が正常な仲間
て除かれてしまいます。ヒトの場合、最終的に免疫系の細胞に食べられて除かれてしまいます。ただ、除く側の立場からすると、病原のように外部のやつらと、
このような元々身内だった厄介者では対処の方法が異なっています。外部の者の場合、強力な免疫兵器で攻撃して撃退するだけでなく、次回の攻撃に備えて、顔
をしっかりと覚えておき、入ってきたとたんに袋叩きにすることができます。ところが、このような元々身内だった厄介者の場合、こんな特徴のヤツが厄介者に
なりましたよ、ということで覚えておくと、今まともに仕事をしている仲間の細胞も同じ顔をしているわけですから、彼らまで攻撃してしまうことになります。
これが自己免疫疾患と呼ぶ病気です。そこで、こうした内部の厄介者たちは、外部からの敵とは違った方法で粛々と処分されることとなります。
自分が厄介者になったら自殺する(計画細胞死を行う)ように細胞一つ一つに遺伝的にプログラムしたのです。
遺伝子か傷ついたり、体に不必要になったりした細胞は静々と自らに備わったしくみで、自らを分解していきます。体の重要な成分である蛋白質を分
こうして、個々の細胞の死は、全体の統合性のために、つまり個体として生きるために必要になったのです。
こうした細胞の生死調節に関する研究ははじめ癌細胞の研究からはじまりました。彼らの中には不死化し、増殖を重ねることができるものがありま
す。かつて米国でヘレンという人が癌でなくなりました。しかし彼女の細胞は不死性を獲得し、増殖を続けています。今では世界各地の実験室で人の実験細胞と
して飼われています。こうした不死化した細胞の種類は星の数ほどあり、今の医学の基礎研究に多いに役立っています。こうした細胞は遺伝子に変異異常を抱え
癌剤も放射線も効かず自殺を引き起こしません。ふつう、これは細胞の正常な増殖と生存を監視する癌抑制遺伝子が壊れているためです。なかでも癌抑制遺伝子産物p53は
細胞死の研究の上で重要な第二の因子も癌から見つかりました。ある濾胞性リンパ腫の原因遺伝子を突き詰めると、この遺伝子は細胞の増殖ではなく
不慮に細胞が機械的に破壊されたり、飢餓状態に陥れられたりした時の死(ネクローシスといいます)と異なった形の変化と共通の過程をたどるので
す。このホームページ先頭で示したように遺伝子の場である核が凝縮します(下表内図参照)。凝縮した核の中には密度の濃いところが見られま
す。核に収められている遺伝子DNAは分解酵素でバラバラにされます。細胞表面の膜(原形質膜)の構造が破壊され細胞の本体部分に当たる細
胞質も細切れになってきます(これをアポトーシス小体とよびます)。しかし、あくまで細胞の内容物はその膜の「袋」に包まれたままです。「袋」ではその細
体がだんだんとできたり、老朽化した細胞を排除する過程ではアポトーシスを起こした細胞は炎症を起こすことなく、細胞の内容物が外に漏れる前に
免疫系の細胞に食べられてしまいます。わたしたちの体は免疫により病原などの外敵から守られているのですが、この場合、細胞がこうした病原体で殺されると
しばしば細胞の内容物が漏れでて、病原体をやっつける様々な免疫反応を起こします。自分の体内の要らない細胞や危険な細胞を除くときには自分自身を攻撃し
アポトーシスは偶発的な死と異なり、いろんなしくみで制御されています。細胞の情報の根元は遺伝子です。遺伝子DNAには細胞の
生死を決定する遺伝子があり、これによって厳密に調節されています。またこれらの遺伝子自体も細胞同士の相互連絡で制御されており、いつ死ぬべきか個体と
しての全体的統合性を考えた上で決められています。こうした点からもアポトーシスは他の死と大きく異なります。計画細胞死は下等な動物から植物まで広く認
余談ですが、植物などの動物以外の生物でのアポトーシス様の形態をたどる細胞死が観察されていますが、前に述べたようにアポトーシスはこれらの
生物にはない免疫系との関連が強い生理的意味合いを持つため、同義に論じられるかどうか語論のわかれるところです。また、動物以外にはこれからこれら述べ
濾胞性リンパ腫の原因遺伝子として見つかったのですが、その後その仲間が報告されてBcl-2ファミリーというタンパク質群からなることがわかり
Bakなどは細胞死を引き起こします(後述)。人工的にBcl-xL遺伝子を培養細胞に入れてやると培養細胞のアポトーシスは抑制されます。逆にHrk遺
伝子を入れてやると細胞死は促進されます。こうして細胞の生死を制御できます。実際の人体では遺伝子を出し入れしているわけではなく、遺伝子やその産物で
あるタンパク質の働きが制御されています。いつスイッチオンになりオフになるかで生死を制御しているわけです。Bcl-xは脳で特に多く含まれています
遺伝子を破壊したねずみは大量の神経細胞が死に、胎児の段階で死亡します(Bcl-2ファミリーの働きの詳細については後述しています)。
このようにアポトーシスを制御するタンパク質を大量に作ったり、逆にその遺伝子を破壊してその影響を調べることで、アポトーシスを調節するメカ
どをもつ。遺伝子の配列が決定されていないものはcDNAの配列をリンクさせた。独自の判断でBRAG1とBNIP3/BNIP3Lは
加えていない。BH3サブファミリーには膜結合部位のある強力なもの(1)と膜結合部位のないもの(2)がある。
使っておもしろい実験がなされました。線虫ではわずかな1090個の細胞よりなりますが、神経もあれば口だってお尻だってあります。この生物にもきちんと
定され、実際に体の中で働いている遺伝子(mRNAといいます)のほとんどが発見されています。このシンプルなモデル生物で調べると、きっと最低
解析の結果、３つの遺伝子が発見されました。細胞死を引き起こすのに必要なced-3, ced-4と
これらの遺伝子が作るタンパク質をヒトと比べてみると、Ced-3はプロテアーゼ(タンパク質分解酵素)の一種であるカスパーゼの仲間であり、Ced
-9はBcl-2の仲間でした。タンパク質は生命活動に必須な生体の主要な成分ですので、これを破壊するカスパーゼ
-4はCed-3に結合して活性化し、アポトーシスを誘発します。これに対してCed-9はCed-4に結合して、Ced-4がCed-3を活性
その後、ヒトのアポトーシスも基本的には類似の機構により制御されていることがわかりました。実際、ヒ
トのBcl-2遺伝子を線虫に入れると部分的ではありますが、計画細胞死が抑えられます。ただ、人間の場合はもっと複雑です。10
組織が違っており、それ故に細胞死を肌理細かく制御できるのです。この他、ハエもカエルもヒトと同様であるらしく、細胞死を制御する機構は動物界に普遍的
もう少し詳しく述べたいと思います。先に述べたようにカスパーゼはタンパク質を分解する酵素(プロテアーゼ)の一種です(一覧表はこちらをクリック)。
種類のカスパーゼが存在します。カスパーゼはやたらめたらとタンパク質を分解するのではなく、ある特定のタンパク質のみを認識して分解します。ま
た、カスパーゼははじめ、タンパク質を分解できない状態(不活性状態といいます)として細胞内で合成され、アポトーシス誘導シグナルがきたときだけ活性化
されます。生きている細胞はこの不活性状態のカスパーゼを時限爆弾のように常にかかえて生きているのです。
細胞で合成されたばかりカスパーゼはその活性をすぐさま発揮できないようにするための活性抑制領域を持ちます。この前駆体の抑制領域が切断され
カスパーゼ自体もタンパク質で、カスパーゼを切断できます。こうして、一旦、あるカスパーゼが活性化されると他のカスパーゼがそのカスパーゼに
よって活性化される、という雪崩(カスケード)現象が起きます。きっかけは小さくても、効果は増幅されてドカーンというわけです。株価の暴落を見るようで
トーシス誘導シグナルに従って自分自身を切断し、活性化します(上位)。これに対して、カスパーゼ3,7,6な
これらカスパーゼの前駆体は酵素活性や前述の活性抑制に必要な領域に加えて活性化に必要な領域を持っています。この活性調節領域が不活性状態の
維持や活性化に必要です。カスパーゼによって活性化される下位のカスパーゼの調節領域はちいさくて他の調節タンパク質が結合できませんが、カスパー
カスパーゼ活性化タンパク質はカスパーゼに結合するのに必要な領域をもち、その領域はカスパーゼの活性調節領域とよく似た構造をしています。例
えば、カスパーゼ9を活性化するApaf-1はカスパーゼ9の調節領域(CARD)とよく似た領域をもち、こ
カスパーゼ活性化タンパク質はカスパーゼに結合するだけでは活性化しません。同タンパク質にはカスパーゼに結合する領域とは他に活性化に関与す
る領域が存在します。この領域が存在することで受容体などからのシグナルに従ってカスパーゼを活性化できるのです。
実は上位のカスパーゼは弱いながら前駆体でもプロテアーゼ(タンパク質分解酵素)活性が存在し、活性化タンパク質はこれを利用して活性化してい
ると考えられています。カスパーゼと結合した活性化タンパク質はアポトーシス誘発のシグナルが来たときに、互いに集まります(ムズカシイ言葉で言えば多量体形成します)(1,2,3,4,5,6)。
容体が集められると、カスパーゼ8が活性化されるといった具合です(「きっかけ」参照)。同様にカスパーゼ9は結合
なお、これは別にアポトーシスにだけ見られる現象ではありません。細胞の増殖に関与する系にも同様のメカニズムによりキナーゼ(タンパク質りん
とカスパーゼ活性化因子によりカスパーゼは近接活性化を起こす。(A)カスパーゼ８の場合、シグナル分子は細胞表面の受容体複合体の多量体
化を引き起こし、これに結合したカスパーゼ８前駆体同士が互いに活性化しあう。(B)カスパーゼ９の場合、シグナル分子チトクロームｃは
Apaf-1の多量体化を引き起こし、これに結合したカスパーゼ９前駆体同士が互いに活性化しあう。詳細は私
持っていてカスパーゼに結合できます。しかし、ARCは、FADDやRAIDDにあるカスパーゼの活性化に必
はDEDのみをもち、やはりアポトーシスを抑制します。ウィルスの仲間にもアポトーシスを抑制するものがいます(後
述参照)。これらのウィルスはcFLIPsと構造が類似した、つまりDEDのみをもつタンパク質vFLIPを
もっています。これらの原理もARCと同じで、アポトーシス活性化領域をこれらのタンパク質が欠いているためにこうなります。実際、人為的にDDのない
Jekelyのホームページ。カスパーゼの構造と機能を解説。上の構造だけ見てもよくわからない人はここで勉強できます。初心者向けにもうちょっ
だってそうでしょう？いつもカスパーゼが働いていたら細胞はバラバラになるわけですから、カスパーゼ活性化タンパク質の活性は、計画細胞死を引
細胞は細胞の内側や表面に細胞死を誘導するシグナルに対してセンサーを持っています。前述のp53やCed-4/Apaf-1な
どは細胞の中に存在するセンサーです。これに対して、細胞外からのシグナルをずっと細胞の表面で待っている物質もあります。膜受容体タンパク質の仲間です。
ヒトの場合、腫瘍壊死因子(TNF)とその仲間(FasLなど)は免疫系などの細胞から他の細胞に提示され、特定の細胞を殺します。死ぬ側の細胞にはTNF
の受容体」の仲間は細胞の外側にセンサーを付き出していてメッセージを受け取った時、細胞の内側に伝えるという役割をしています。TNF
一方、細胞が生存するには「生きろ」という命令を他の細胞から受けることが必要です。例えば細胞間情報伝達物質が多くの細胞の生存に必要です。
この生存に必須な因子を欠いたとき、細胞はアポトーシスを引き起こします(Hrk参照)。生存を命令する因子にも
受容体が存在しています。このように通常、細胞の生死は他の細胞から「死ね」「生きろ」というシグナルによる調節を受けています。これにより個体としての
この死のシグナルの受容からカスパーゼの活性化の間には、センサーからカスパーゼへのシグナルを仲介・伝達する分子が存在します。
こうして、アポトーシスを引き起こす�，�っかけ(シグナル受容)��伝達��実行段階でさまざまな因子が関連しており、アポトーシスを調節していま
す。Bcl-2ファミリー(Ced-9の仲間)もその中の一つなのです。これが線虫からヒトまでアポトーシスの基本であることを前述の線虫
次にマウスを用いた実験から重要な情報が得られました。マウスは哺乳類で、線虫よりずっとヒトに似ています。カスパーゼとその調節タンパク質の遺伝子を人
種類の経路が重要であることがわかりました。 カスパーゼ８に繋がる経路とカスパーゼ９に繋がる経路です。カスパーゼ９は線虫のCed-3と同様の機構で調節されてい
て、遺伝子の障害や脳などの発生などの遺伝的なプログラムに基づいた細胞死において重要な働きを果しています。一方、カスパーゼ８の場合、他の細胞によっ
わけです。なお、カスパーゼ８の経路は動物のほか、ハエにもやや類似の経路がありますが、線虫では見つかっていません。
Caspase-8を活性化する代表的なものにTNF(腫瘍壊死因子)とその仲間FasL,TRAILがあり
receptor)と呼ばれ、免疫系で重要な役割を果たしています。TNFは細菌や真菌などに感染したとき作られる情報伝達物質です。TNFはIL-1βと
ともに炎症反応を起こします、つまり、他の細胞(特に免疫細胞)に感染したことを教えてまわります。死受容体はNF-kBを中心とした転写
調節因子を介して免疫系の活性化を引き起こす細胞間情報伝達物質の合成を誘導します。NF-kBはTNFやIL-1β遺伝子の転写を引き起こしますので、
TNFやIL-1βは自分自身の合成を促進し、全身性の炎症、つまり全身で感染に対して守る反応を起こすことができます。一方、caspase-9は発生
段階での計画細胞死などがその代表例で、感染時のcaspase-8の活性化とことなり、炎症を起こすような細胞間情報伝達物質を作らないことがほとんど
図 細胞の内外から誘導されるアポトーシス(1024x768以上のモニタ推奨。ブラウザのウィン
ナルのセンサーでもあります。一旦、細胞が遺伝子傷害や生存因子の欠損といったアポトーシスを起こすようなシグナルを受けると、ミトコンドリアからチトクロームｃ(cyt-c)が流
２つの重要な領域である(d)ATPaseドメインとWDリピードメイン(WDR)が存在します。dATPaseドメインは
活性化に必要な多量体形成、つまりカスパーゼ9前駆体の局所的濃縮に関わる一方、WDRはcyt-c流出のセンサーとして機能しています。
cyt-cがWDRを含む領域に結合するとApaf-1は多量体を形成します。このWDRのないApaf-1は
原則的にはこの二つのキャスパーゼ系(カスパーゼ8と9)はいろいろなシグナルで使い分けられているわけですが、完全にそうかというと、そうで
はありません。死のシグナル伝達に関与する因子も細胞が合成し、その量はさまざまな内外の因子によってコントロールされているわけですから。
また、この二つの系(カスパーゼ8と9)は必ずしもいつも並列というわけではありません。カスパーゼ8を含む死受容体系の蛋白質が比較的少ない
細胞でも細胞外からの死のシグナルに応答して細胞死を引き起こすことができます。これはカスパーゼ8の系を補完的にカスパーゼ9系が助けているためと推定
-xLとたいへんよく結合・拮抗するようになります。チトクロームcがミトコンドリアから流出して、カスパーゼ9が活性化されます。ただ、現在で
前述のようにTNFの仲間(FasLなど)にはアポトーシスを誘発するものがあります。細胞の表面にあってこれらと結合する受容体(い
わゆる「死の受容体」)は、細胞の外側と内側に、センサー部分(リガンド結合部位といいます)と細胞内因子と結合できる領域をそれぞれ突き
などのDDをもつ細胞内タンパク質と結合します。ちょうどカスパーゼとカスパーゼ活性化タンパク質が互いに類似した構造部分(CARD,DED)で結合す
-10(Mch4)に結合できます。TRADDにはカスパーゼに結合する領域が存在しませんが、DDを介して第二のDDタンパク質FADDやRIP、
名CRADD)が結合すると言われています。RAIDDはCARDを持っており、カスパーゼ2に直接結合して活性化を促進すると言われてい
ます。受容体がシグナル分子(リガンド)に結合すると受容体,DDタンパク質,カスパーゼが集まって、その結果カスパーゼが活性化されます。我々の発見し
ないので、逆にアポトーシスを抑制してしまいます。ARCはアポトーシス促進因子であるRAIDDのDDが失われたようなものです。
RAIDD's失われたARC。死の命令に対して完全と立ち向かうARC。細胞が死のシグナルを受けた後も聖戦を続ける戦士ARC、がんば
-2ファミリーはどうやって細胞死を抑制したり、促進したりしているのでしょうか。ファミリーの中でも代表格のBcl-2は細胞死誘発を抑制し、同じ兄弟のBax,
本来Bcl-2に結合するタンパク質として発見されました。BaxやBakの場合は促進・抑制両方の機能を持っていて、しかも構造も複雑な
されました。この遺伝子を細胞に導入したところ細胞が死にました。細胞の死に方にも種類があることは以前述べましたが、Hrkは図のようにアポトーシスを引き起こします。まず、はじめに細胞が丸く小さくなりやがて細切れになり、12時間後には細
胞の死骸は土左衛門のごとく培地に漂うようになります。その過程で核が凝縮しますので、核を染色すると図のように一際明るく見えます。
ハラキリ組み換え遺伝子を培養細胞に入れて一日後アクリジンオレンジエチジウムブロミドで染めたもの。核は凝縮し、明るく光っている。B,
余談ですが、私達が初めてHarakiri遺伝子を単離してこの遺伝子が癌細胞を殺すのを見つけたとき、「細胞を殺す
ペイン人の上司(1997年当時)にいうと、「いや、細胞を殺すんじゃなくて、本当は自殺するんだからその種の名前
もっと余談をすると切腹は例え内臓をかき出しても早々には死なないので、中世戦国時代には武士の心意気を示す最後の手段として一般化しました。
いづれは死ぬのだから介錯人は本来要らないわけです。介錯人は最後の見苦しさを断ち切ることを目的にしていますので、もっとも親しかった者が行いました。
ところが江戸時代に入って世も平和になると名誉な刑罰の一種となり、様相も変わりました。本来腹を切るはずの懐刀も木刀になり、介錯人による「首切り」が
直接的死因になります。また、切腹人も独自の意志で自殺するのではなく、また自由な切腹も認められなくなります。ハラキリによる死は厳密に調節されるとと
もにこれを支える多くのシステムができます。最終的には切腹人の生死は主君が制御しており、その伝使がその情報を伝えます。日取りが決まると見取役、介錯
人等がそろって初めて切腹を開始します。時代は移っても介錯人は生死に密接な関係にあるので切腹人が特異的に選択しました。ハラキリによる死は他の刑死と
異なり、一般と同様の葬式が行われることが多かったようで、形式的にもあきらかに他の死と異なります。もちろん、悪どい支配者によってハラキリは都合の悪
い者や役にたたなくなった者を除いたり、余分な者の口減らしに利用されました。(森鴎外「阿部一族」参照。映画
でしたが、Bcl-xLはBcl-2と同様に細胞死を抑制しますので話がかみあいます。またHrkはBax, Bakな
遺伝子を解析したところ、Hrkは小さなタンパク質でした(下図Ａ)。どうしてこんな小さなタンパク質が細胞を自殺に追いやれるのでしょうか。
ンパク質は２０種類のアミノ酸が一列に並んでいる構造をしているんです。それで、タンパク質のアミノ酸配列は通常SECLRR
200文字と短く覚えやすかったわけです。ふと、自分のHrkを見ると図のようなBaxやその他の殺し屋タンパク質と同じ配列があるのに気づきま
索は完全でないことを改めて痛感させられました。今では新規タンパク質が見つかる度にアミノ酸配列をワープロのマクロを使ってその性質に合わせて
Hrkの構造概略。Hrkは91のアミノ酸残基から成るタンパク質。BH3と推定膜結合部位(TM)を持つ。B,Hrkと他のBcl-2
かりました。ただ、他のタンパク質と似ている部分はそこしかなくわずか数個のアミノ酸配列なので本当にそうなのかどうかを示す必要があります。そこで、そ
の配列を欠損したミュータントHrkを作る組み換え遺伝子を培養細胞に導入して調べたところ、このミュータント
質。1999キーストンシンポジウム命名)であり、この領域を介して細胞死を抑制するBcl-2やBcl-xLに
実験に用いたタンパク質。抗体で検出できるようにHrkにFlagタグをつけた。下はBH3を削ったミュータント。B,Hrkと結合した
Bcl-xLを抗体で検出した。C,Bcl-2に結合したHrkを抗体で検出した。D,細胞抽出物中のHrk,
細胞死誘発の阻害を阻害するらしいです。この機構は線虫からヒトまで保存されており、Ced-9(Bcl
変異体です。この変異体はEgl-1とCed-4の推定結合部位の境目の構造が変わっており、このため、Egl
-1の結合が弱くなるとともに、Egl-1が結合してもCed-4がこの変異Ced-9からはずれなくなります。こ
のことは単BH3タンパク質であるEgl-1がCed-9に結合してCed-4を放出することが大変重要であ
細胞生存を促進するシグナルで阻害されることが明らかになりました。また、神経成長因子(NGF)がないと神経細胞は死にますが、こ
のときHrkが合成されます。Bimはインターロイキン3(IL-3)があるとき、働けないように細胞骨格蛋白質にしばりつけられ
ています。これらを考え合わせると、細胞生存因子は「アポトーシス促進因子を阻害する因子を阻害している因子の働
バーは機能は似通っているものの、異なったシグナルに応答したり、仲介したりします。このことにより、さまざまなシグナルがBcl-2ファミリーを介して
とさまざまですが(後述)、総じて言えるのは、これらがアポトーシス抑制性のBcl-2ファミリーの一員のどれ
とBcl-xLの複合体の解析から、BH3はBcl-xLのBH1・BH3領域などで形成される疎水性のボケットに結合することがわかりました。
Bcl-2ファミリータンパク質にはBH3ドメイン(前述)がなくてもアポトーシスを誘導するものがいます。Diva(別
結合することによってアポトーシスを起こすのではなく、カスパーゼ活性化タンパク質であるApaf-1(前
マウスHrk、別名DP5のホームページ。DP5の研究の歴史がよくまとめられている
下流の因子であるApaf-1,Caspase-9,下位カスパーゼといった基幹となる因子がだいたいどこでもいつでもあるのに対して、Bcl
-2ファミリータンパク質の量や活性は様々なシグナルによって調節されています。別の言い方をすると、恒常的に存在する下流の因子であるApaf-1,
Caspase-9,下位カスパーゼといった基幹部分と上流の細胞の生死を決定するシグナルとを結びつける役割を果たしていると言えます。個別のBcl-
2ファミリータンパク質の量や活性を調節する因子はそれぞれ異なっており、この多様性ゆえに生命は細胞の生死を肌理細かく調節することができるのです。
欠損マウスは成熟TおよびBリンパ球、発生段階での腎細胞やメラノサイトなどのアポトーシスが増進することから、Bcl-2はこれらの細胞の生存に重要で
あると考えられます。bcl-x欠損マウスでは神経系や造血系などの細胞でアポトーシスが増進していました。bcl-x欠
損マウスは未熟BおよびTリンパ球の蓄積しますので、両遺伝子が未熟リンパ球の生存に対して拮抗的に働いているようです。実際Bcl-2を余分に
分自身を攻撃するリンパ球が死なず、自己免疫疾患を起こしてしまいます。bak,baxは生理的な役割がオーバーラップしており、両遺伝子を共に
ないマウスのように指の間の細胞がアポトーシスを起さないので、水かきをもったネズミになってしまいます。p53依存性、ERストレスや成長因子除去によ
るアポトーシスもなくなり、bax,bakがこれらのアポトーシスに重要であることがわかりました。以前、述べたように
p53は遺伝子の傷ついた細胞でアポトーシスをおこして、癌になるのを防いでいますが、実際、baxを欠くマウスでは癌
分はBax遺伝子が壊れています。ただ、神経ではbaxとbakの両方を欠いても細胞死が若干抑制されますが、
caspase-9やApaf-1ほど劇的ではないので、神経などで重要な役割を果たしているアポトーシス誘導因子がいるみたいです。
Bcl-2ファミリータンパク質を欠くマウスを調べてみると、アポトーシスが予想外に精子や卵子を作るのに重要な
ポトーシスを起こします。この時期にどうしてアポトーシスが必要なのかよくわかりませんが、正常な精子を作るのに必須の役割を果たしています。bcl-w欠
損マウスでは精巣における精原細胞のアポトーシスが促進されていて、bcl-wは精子形成のごく初期の過程でのアポトーシス抑制に
さらに後期の精母細胞において特異的に発現していますが、この生理的役割もまだわかっていません。一方、卵巣でもアポトーシスは卵子を作るのに大切です。
卵母細胞のうち、排卵されるのはごく一部であり、ほとんどは周りの顆粒膜細胞とともにアポトーシスを起こします。卵巣顆粒膜細胞ではBax、Bok(別
損マウスでは本来死滅すべき濾胞細胞のアポトーシスが抑制されていますので、濾胞細胞の細胞死の調節にこれらのアポトーシス促進性Bcl-2ファ
タンパク質の量を決める重要な段階の一つは、遺伝子DNAからmRNAができる過程(転写といいます)です。血球系細胞は他の細胞から与えられるインターロイキンなどの生存因子
がなければアポトーシスを起こします。この生存因子の制御する転写調節因子によってアポトーシスを抑えるBcl-2ファミリータンパク質の量は調節されて
また、Bcl-2とその仲間がアポトーシスを調節している場所は、その種類で異なっています。こうしたBcl-2ファミリーの持ち場分担ができ
る１つの理由は、Bcl-2ファミリーが、その働く組織や時期にだけ存在するように転写調節されているためです。bcl-2の場合、成熟T
A1の発現は炎症系のサイトカインやバクテリアリポ多糖(LPS)でも誘導されますが、これは転写調節因子NF-kB(調
節機構は後述)の活性化によるものです。NF-kBの活性化はときにアポトーシスを抑制しますが、A1の研究者はこの効果がA1によるものであると考えて
モデル系として使われてきた線虫では、体ができる途中でアポトーシスがおきますが、抗アポトーシスBcl-2ファミリータンパク質であるCED9が
リンパ球やメラノサイトなどの成熟に伴う細胞死抑制。生存因子依存的な未熟細胞の細胞死抑制？
細胞外からのアポトーシス誘導を補完・増強する役割を果たしていますが、細胞外からのシグナルによって活性化されたCaspase-8はBidを切断し、
日頃リン酸化を受けており、生存因子の除去によってリン酸化されなくなると、Bcl-xLに結合できるようになり、アポトーシスを促進でき
れから離れてアポトーシスを誘導します。これは細胞骨格タンパク質の修飾によるものと推定されています。同様の調節機構が、細胞接着阻害による細
づれの遺伝子を欠いてもマウスは見た目正常に大きくなりますので、これらの因子が生理的にどんな役割を果たしているのか、は今後の解析で明らかになること
修飾による調節を受けるBcl-2ファミリータンパク質はHrkやBcl-xLのようにりっぱな膜結合部位を持っておらず、アポトーシス誘導シ
グナルがない状態では通常細胞質に存在します。一旦活性化されるとミトコンドリアに移動し、機能できます。この点では以下の第三のグループのBaxや
Bakとよく似ています。また、概してこれらのタンパク質は、頭(N末端側)に調節領域を、中央にBH3ドメインを、しっぽ(C末端)に膜相互作用領域を
Bcl-xLの結晶化の際に論じたことですが、いづれもBH1からBH4まで4つの保存された領域を持ちます。特に
BH4とその下流に続く領域がアポトーシスを抑制するか促進するかにたいへん重要な役割を持っています。Bcl
-xLの構造を良く見てみると自身のBH3はBH4によってブロックされ、、他のBcl-2ファミリーと結合できないようになっています。その結
れらの結合はBaxやBakの構造上にも認められます(下図)。したがってこれらの因子も、もしもBH3がBH4で完全にブロックされているなら
アポトーシス抑制性のBcl-2ファミリーと相互作用できず、むしろBcl-2同様にアポトーシスを抑制することができる可能性があります。実際、
胞ではアポトーシスを抑制することができます。しかし、一旦、アポトーシスを誘発するシグナルを受けるとBaxやBak
スパーゼで切断するとアポトーシス抑制機能が落ちたり、アポトーシスを促進するようになります。このようにBH4とそれに続くフレキシブル
な領域はBcl-2ファミリー間の相互作用の調節に重要であり、それによりアポトーシス抑制・促進のスイッチングの役割を果たしているものと推定
れて、さらにどれだけドメインが動きやすいかがわかると(NH-NOE)、BaxのBH4の重要性がより明確になってきました。
く似たドメイン構造を持つことがわかりました。つまりBidのBH3ドメインはBH4ドメインに対応するαヘリックスの疎水面によってブ
Bcl-xLやBidなどのBcl-2ファミリーには、BH3領域の下流、ちょうどタンパク質の中心部に疎水的な、つまり膜やタンパク質の疎水面に結合し
要性が示唆されていますが、今のところ、生理的な意味合いを示す決定的なデータは報告されていません。同様に、BaxにおいてもBH3ドメインが
露出するためには、つまり多量体化するには、たいへん大きな構造変化を伴い、こうした変化が起きたときにはBaxタンパク質の疎水部の配置が大きく変わる
ものと考えられます。もともと中央部にある疎水部がまだ個々のBaxの中央にとどまるのか、それとも膜のような疎水的なものへと組みこまれていくのか、今
A)多量体化ドメインBH3とその調節ドメインBH4のアミノ酸配列。Bcl-xLのBH3のD95とBH4のK16を矢印で示した。B)
実は私、一度も大腸菌大量培養装置(ファーメンタ)を使ったことがないんです。そんなもんで、２リットルの普通のフラスコ１０数本
ゆすって１０リットル単位で大腸菌を集めました。１０本もゆすれる恒温シェイカーが当初なかったので、室温で揺すりました。でも夏だったんでシェイカーの
モーターで部屋がムンムン、35-37℃という至適条件となりました。連続遠心ローターも使ったことがないので400mlずつせこせこと遠心沈殿させまし
た。そのうち、大学を移ったところ、精製用HPLCがありませんでした。そこで、アミノ酸分析用のHPLCを改造しました。幸い、アミノ酸分析用オートサ
ンプラーがあったので、ゲルろ過カラムの容量の小ささを回数でカバーしました。ゲルろ過は２日がかりで10-15回(１回アプライ量おおよそ2mg)繰り
返しました。このタンパク質はどうも凍結融解でダメになるようなので当初３日ほど睡眠時間０−３時間程度での調製となりました。
なお、ショウジョウバエにおいてはRpr(reaper)ファミリーが単BH3タンパク質と同様の働きを担ってい
ます。RprはEgl1,Hrkタイプで、細胞死誘導因子により誘導されます。これに対してHidはBimタイプで、だいた
Bcl-2と同じぐらい昔に見つかって長い間アポトーシス調節の機構のわからなかった因子があります。IAP(アポトーシス阻害タンパク質の略)で
す。IAPははじめバキュロウィルスという昆虫のウィルスの一種で発見され、その後、細胞もよく似たタンパク質をもつこと、ユ
呼ばれる因子が壊されるタンパク質にユビキチンという名のラベルを貼ります(ユビキチン化といいます)。ユビキチンのついたタンパク質はプロテアソームと呼ばれるタンパク質分解装置
はアポトーシスに強く影響を与えるE3の一種で、BIRと呼ばれる様々なタンパク質に結合するドメインとZn
次構造が決定され、BIRは４アミノ酸残基のみ,しかもプロセシングされたタンパク質の頭(N末端)のみを認識することが明らかになりました。
RINGドメインはタンパク質に結合するドメインの一種で、IAPの他、細胞伝達物質(PDGFなど)の受容体の機能を抑えるc-CBL、
どに存在します。これらの因子はIAPのBIRと同様に比較的短い配列を認識する他のタンパク質結合ドメインを持ちます。RINGは結合相
手であるE2とこれらのドメインの結合した基質の橋渡しをするものと考えられます。IAPファミリーの一つBRUCE(別
c-CBLがリン酸化された活性化されたタンパク質を基質にするのに対して、IAPはプロセシングされたタンパク質のみをBIR
で認識して基質にします。つまり、c-CBLがリン酸化によって活性化されるような情報伝達系を抑えるのに対して、IAPはプロセシングで活性化されるよ
うな情報伝達系に対して抑制的に働くわけです。プロセシングで活性化されるといえば・・・そう、caspaseです。caspase-3,7(ショ
はプロセシングされることでIAPに結合できるN末端配列ができます。これを認識してIAPが結合し、ユビキチン化を起こします。
さらに上流の因子も基質である可能性があります。また、単BH3タンパク質の一種でやはりプロセシングによって活性が調節されているBidも
ファミリーにも結合します。IAPは細胞の運命を決めるぎりぎりのところで働いているのです。このIAPや他のユビキチン化系によるアポ
トーシス調節の生理的な意義ははっきりしませんが、「生と死の閾値」・・・即ち、どの程度までカスパーゼが活性化されると細胞が死ぬかといったことと関連
していると考える人もいます。この場合、IAPの作用点はアポトーシス誘導経路のもっとも下流にあたるのだけれども細胞の運命を変えるようなきっかけを与
えるのではなく、死にやすい、とか、死ににくい、といった環境づつりといったところでしょうか。cIAP1とcIAP2は炎
次元電気泳動で見えるぐらい！)、NF-κB活性化時には細胞が死ににくいという現象と関係している可能性が指摘されています。
なお、全てのBIRタンパク質の基質がアポトーシス調節因子だけかというと・・・必ずしもそうではないようです。というのは線虫のBIR
タンパク質は細胞質分裂に関与することから、細胞質分裂に関与する因子を認識すると考えられるからです。動物のIAP同様にBIRをもつタンパク
胞分裂に重要な働きを果たしています。線虫でも同様です。高等動物においてもBIRタンパク質の一種survivinが同
様の機能を果たしているらしいことが明らかになっています。このことから、BIRの結合相手は必ずしもアポトーシス調節因子でない可能性も残って
の結合因子として発見された経緯があります。今後、IAPの基質のうち、もっとも重要なのはどれなのか徐々に明らかになることでしょう。
なお、ユビキチンによる標識はタンパク質の分解だけに使われるのではなく、そのタンパク質の機能を調節するために使われることが
あります。たとえば、転写や膜小胞の仕分け(ソーティング)などでは、その中心的な役割を果たすタンパク質がユビキチン化されることで調節されています。
ユビキチンにはSUMO,ISG15といったタンパク質の仲間があり、同様に調節的な役割を果たしています。ですから、ユビ
IAPにようにアポトーシスの実行分子の分解を促進することによりアポトーシスを阻害するだけではなく、こうした調節的な役割を介してアポトーシスに影響
アポトーシスの中心的な転写調節因子であるp53はmdm2などのE3によってユビキチン化され、調節されています。
遺伝子が傷ついたとき、p53自身の合成が更新するとともにユビキチン依存性の分解が抑制されます。また、ウィルスに感染するとp53が働い
て、ウィルスが増えないように細胞を増えなくしたり、アポトーシスをおこすようにします。Ｅ３がユビキチンをターゲットにつけることによってその分解のた
す。E3と同じように、USPもユビキチン化された、しかも特定のターゲットを認識するためのドメインを持ちます。たとえ
ば、E3であると考えられるTRAFがMATHと呼ばれるドメインを持ちますが、USP7(HAUSP)もMATHを持っており、ユビキチン化されたp53
呼ばれるE3でユビキチン化されます。ユビキチン化は情報伝達系の代表的なタグであるリン酸化と同様に、ユビキチン化カスケードともいえる
いよいよ、アポトーシスの最終段階の話です。最期の段階において細胞は自分の遺伝子DNAを自分自身で壊してしまうという、たいへんマゾイスティック(?)
なことをします。DNAは生命の基本となる情報がつまっており、生命の本質ともいえる物質です。それを自ら壊してしまうのです。
という２つのタンパク質からできています。DFFは細胞内に常日頃から存在し、この状態では遺伝子を破壊することはできません。カ
スパーゼでDFF45が分解されるとDFF40はDNA分解酵素(DNase)として働くようになります。つまり、調節サブユニットDFF45は
通常、DFF40の働きを抑制しており、DFF45がアポトーシスのシグナルで活性化されたカスパーゼによって分解されて初めてDFF40
よって活性が調節されています。調節サブユニットDFF45はこのCIDE-Nドメインに結合してDFF40のCIDE-N
ドメインがDNaseドメインを活性化しないようにしています。この機構は、ショウジョウバエにもDFF30・DFF45とそれぞれ相同なタンパク質DREP4(別
などが存在していることから、ヒトからハエまでかなり普遍的なものであるといえます。ただ、ショウジョウバエにはDREP1の
存在し、互いに相互作用しますので、Caspaseによる切断以外にもショウジョウバエDFFのDNA分解活性を調節するシグナルがあるのかも知れませ
れた細菌から流れ出たDNAは免疫細胞を活性化します。ですから、自分のDNAを消化しておかなければ、外来の敵のDNAと間違って免疫応答を起
分解されたDFF45の断片がDFF40から離れると、DFF40がDNA分解酵素(DNase)ドメインが活性化される。4.
在下でCIDEによるアポトーシスは阻害されますが、CIDE-Nドメインのない変異CIDEタンパク質はも
このようにCIDEとDFFは構造も調節機構も似ているものの、機能ドメインが全く異なっています。活性化されたDFFは遺伝子DNAの分解の
の凝縮といった形態変化をも引き起こしますが、膜構造破壊などを引き起こすことはありません。一方、CIDEはミトコンドリアに局在してBcl-
2ファミリーのBH3サブファミリー(Hrkなど)による細胞死と全く区別のつかない細胞死を引き起こします。膜構造破壊も起こします。し
満にならないのです。運動もしないのにみんな脂肪を体温に換えてしまうのです。CIDEファミリーのFsp27(別名
CIDE3)が脂肪組織に発現するのに対して、CIDE-Aは褐色脂肪組織にだけ存在します。体の中のエネルーギー源を消費して体温に換え
るUCP1に結合し、ミトコンドリアで生体エネルギー代謝の調節に関わっているらしいとのことです。CIDEがどのようにして肥満にかか
ドメインをそれぞれ持つ。B,CIDE-Nドメインの配列。CIDE-NにはC末端側にあるエフェクタードメイン(DNaseドメインな
いづれのタンパク質もCIDE-Nドメインをもつ。CIDEサブファミリーはさらにアポトーシス誘導活性のあるCIDE
CIDE-A,-Bを大量発現した培養細胞はアポトーシスを起こす(A,青)。このアポトーシスはDFF45(黄)やDREP-1(灰)に
よって抑制される。また、CIDE-Aを大量発現した培養細胞はDNA断片化を起こすが、これもDFF45で抑制される(B)。
今までアポトーシスがどうやって実行されるのか、どう調節されているのかについて述べてきました。それでは、こうした機構はいつ頃どうやってできたので
しょう。前にも述べましたが、単細胞生物で無限増殖を繰り返すものにはアポトーシスは存在しないものと思われます(下表)。アポトーシスとその調節機構は
おそらく生物が多細胞になるときに獲得されたのでしょう。カスパーゼやp53は大腸菌や酵母のような単細胞には存在しませんが、線虫・哺乳類・昆虫で存在
します。線虫ではDD蛋白質(アンキリンなど)はあるものの死受容体からCaspase-8に至るような系は知られていません。
表 さまざまな生物とアポトーシスに関与する因子・経路の有無 注(1)DED-caspase(Dcp2)
スパーゼのものと似ていることがわかりました。他の細菌や植物もギンギパインRと似たタンパク質メタカスパーゼを
仲間)が存在します。さらにリソゾームの酵素であるカテプシン(C1)ファミリーやSUMOの再利用に関与するプロテアーゼ(C48)などとも弱い相同性
を持ちます。カスパーゼは計画細胞死を制御するために特化したシステインプロテアーゼであると言えます。これはいづれもCys残基を介して酵素・基質中間
体を形成するタイプも酵素反応を行い、その必須のCys残基の上流に、他の酵素と同じように水素イオンを受け取ったり、預けたりできるHis残基が存在し
ます(カスパーゼの場合、基質と直接的にやりとりすると考えられています)。しかし、このHis残基の下流にカスパーゼが基質のAsp残基を特異的に認識
してその下流で切断するためにArg残基を持ちますが、他のものはまた別の残基を持っています。また、Cys残基の下流には基質のAsp残基上流に存在す
る残基を認識する残基が存在しており、これはカスパーゼの種類で異なっています。この差を利用して、カスパーゼは異なる基質を分解すると共に、異なるプロ
テアーゼ(他のカスパーゼなど)を活性化できるのです。一方、システインプロテアーゼの活性化方法は、その種類でまちまちですが、大別してプロセシングが
必要なものと活性化物質が必要なものがあります。現在、これらがどのようなしくみで活性化されるには、今後、活性化前後の三次構造の解析や酵素学的な研究
高等植物においても計画細胞死があります。アポトーシスという言葉は本来植物の落葉に由来するぐらいですから。また、過敏感反応と呼ばれる現象が知られています。細
菌・ウィルスなどの病原体に細胞が感染したとき、いち早く感染を伝えるとともに感染細胞は自滅を始めます。
リピートドメイン(WDR)を持つのに対してN蛋白質やその仲間はロイシンリッチリピート(LRR)をシッ
ポ(C末端側)に持っています。WDRもLRRも他の蛋白質の結合ドメインとして多くの蛋白質に存在します。Apaf-1のWDRがチトクロームcに結合
するセンサーであるのに対して、R蛋白質のLRRは植物に侵入してきた病原物質(総称してAvr産物と呼ばれます)のセンサーとして働きま
の種類が異なれば応答できる病原体の種類も異なってきます。別の言い方をすると、植物は、動物のように抗体による生体防御機構(獲得免疫)
をもたないものの、非常にたくさんのRファミリーを持つことで体を守っているのです。遺伝子が小さいと言われているシロイヌナズナでさえ、２００
ぐらいのRファミリーを持つと言われています。動物は免疫細胞で抗体遺伝子の組換えや点突然変異導入で病原体を認識する様々なバリエーションを
細胞質性Rタンパク質は、Apaf-1ではcaspase-9が結合するCARD、つまり、シグナルに応答して活性化する因子の
結合すると思われる領域が、その種類によって異なっています。特定の病原菌に応答するシロイヌナズナのRPP1,RPP5やウィルスに応答
するタバコN蛋白質などは頭(N末端側)に動物のToll/IL-1受容体と相同性あるドメイン(TIR)を
持ちます。また別の細菌に応答するシロイヌナズナのRPM1,RPS2,RPS5,RPP8やトウモロコシのRp1などは
CARDやDDのようにαヘリックスに富んだドメイン(ロイシンジッパー様またはコイルドコイル様ドメインと呼ばれています)を持っています。しかし、現
植物はまた、細胞表面でAvrを受けとめる受容体(R)をたくさんもっています。この膜表在性Rファミリータンパク質は細胞外に
哺乳類にもこの植物の系とたいへん似たものが存在します。Tollの仲間(TLR,Toll様受容体)とNodの仲間の系です(下図)。
植物の膜表在性Rファミリーと同様に細胞外にLRRを突き出して細菌や真菌の一部の感染をいちはやく感知します。TLRは
転写調節因子であるNF-kBやAP-1を活性化して、この感染情報を他の細胞に伝える物質(サイトカインなど)を作ること
で、生体防御のもっとも最初の段階(自然免疫)で重要な役割を果たしています。また、TLRは膜表在性Rファミリー同様に細
菌の成分を認識し、LRRが必須の役割を果たしています。Nod1は植物のN蛋白質同様にNODとLRRを
引き起こします。このように動物においても、植物同様に細胞の表面と内側両方で、病原体から流出したり病原体の表面に存在する物質に応答する系を
様にRICKと結合し、NF-kB活性化を誘導します。Nod1とNod2は認識するリポ多糖の種類は異なっ
ており、おそらく異なる病原菌耐性にかかわっているのではないかと推定されます。赤痢は疫病の中でももっとも恐れられたものですが、これは
グラム陰性菌の赤痢菌(ちなみに日本人の滋賀潔が見つけたのでShigellaという学名)の感染によるものです。赤
痢菌が感染するとNod1が多量体化し、RICKがNod1に結合し、NF-κBを活性化します。また、O157ですっかり有名に
-kBを活性化します。しかし、RICKがC末端側にCARDを持っていてNod1に結合するのに対して、RIPは
はC末端側にDDを持っていて、レセプター複合体(正確にはその中のTRADD)に結合します。こうしてみるとわかりますよ
うに死受容体系はNod1/RICK系が膜内外の情報伝達に関与するように特殊化したものであると言えます。
これらのアポトーシス調節タンパク質はミトコンドリアから流出したcyt-cや表面に存在するBcl-2ファミリーであるCed-9をそれぞれ認識し、応
答します(Ced9の場合、阻害ですが)。実は、遺伝子配列の解析や形などから、グラム陰性菌が細胞内共生したのがミトコンドリアの始めであると考えられ
ます。従って、Apaf-1やCed-4による細胞死誘導系はこうした原始的免疫応答機構から生じた可能性が現れました。つまり、Apaf-1やCed4は
また、ネクローシスを起こしたり、細胞が感染などで傷つくと、細胞内の成分が漏れでて炎症を起こします。このときの免
疫応答には細胞表面にあるTLR受容体が関わっています。この現象は、アポトーシス促進性のBcl-2ファミリータンパク質によって「傷ついた」
ミトコンドリアから漏れ出た成分による細胞死誘導に細胞内のApaf-1が関わっていることと、対をなすように見えます。つまり、この植物まで保存された
生体防御の機構は、病原による障害だけではなく、様々な細胞内外での障害を検出する機構に両者が関わっているといえます。
病気はいつもわたしたちと隣り合わせです。わたしたちの体が健康であり続けるためには、日ごろ感染や放射線で傷ついた、わるい細胞を除去し続け
なければなりません。これは、多細胞生物の基本であり、その基本原理は動物も植物も変わらないといえるのではないのでしょうか。
植物は細胞の表面と内側に免疫タンパク質(病原耐性(R)遺伝子産物)をもつ。これに対応するように動物も細胞表面にTollファミリーを、細胞内に
Nodファミリーをもち、NF-kBやカスパーゼの活性化を誘導する。これらのタンパク質ファミリーは病原体や細胞の一部分から流入したり、病原体の表面
にある成分を認識する。一方、Apaf-1とCed4はグラム陰性細菌由来のオルガネラであるミトコンドリアから流出したり、表面にある成分を認識する。
これらは発生段階などにおける細胞死にのみ働くように進化している。DEFENCE=DEFENSEのスペルまちがい(^^;)
の働きと人体でこのNODをもつ因子群の生理的役割をより普遍的に考えることができるようになりました。C末端側はシグナル分子がないときは
NODが多量体となるのを防いでいます。シグナル分子がくると抑制が解除されて多量体を形成します。この時点でN末端側に自己触媒性のあるエフェクター分
子が結合し、近接によりエフェクター分子同士が互いに活性化され合います。活性化されたエフェクター分子はその触媒活性を持ってその経路の下流の分子を活
NODとLRRを持ちます。ただし、Nod1がN末端側にCARDを持つのに対して、ADとPSTリッチ領域が存在し、CBP
はアセチル転移酵素ですので、おそらくApaf-1,Nod1と同様のメカニズムで転写を促進している可能性があります。BIRタンパク質(前述)の一種NAIPもNODとLRRを持つマクロファージ特異的タンパク質で、細菌の一種レ
ジオネラに対する耐性に関与しています。Nod1同様、LRRを介してなにがしらのシグナル応答を仲介しているものと考えられます。今
後、そのシグナル分子を見つけることがNAIPの機能の解明や感染症治療のために急がれます。さらに、最近NAIP,Cryopyrin(別
といった新規因子も同様の構造が見つかり、NF-kB活性化やアポトーシス制御以外の情報伝達系でもApaf-1やNod1と
族性寒冷蕁麻疹病因遺伝子のひとつではないかと考えられています。この家族性の蕁麻疹の患者さんはCryopyrinのNOD近辺
に点変異があります。ただ、Cryopyrin自体の機能も不明ですが、この変異と蕁麻疹との関係も不明で、まだまだ調べる必要があるよう
です(NODの構造はたいへん似ていますので後述のNod2,CIITAの解析からある程度、蕁麻疹とCryopyrinの関係がわかるかもしれませ
欠損症(免疫不全症の一種)の病因遺伝子の一つで、クラスIIのMHC分子の転写活性化を誘導します。面白いことにもっとも重要な役割を果たして
がCARDをN末端に持っており、Nod1とたいへんよく似た構造をしています。CARDをもつCIITAは持たないB細胞型のCIITAより
100倍ほど高いMHCIIプロモータの転写促進活性を示します。しかし、Nod1がNF-kBを介して転写を活性化するのに対してCIITAはNF
-kBを活性化せず、MHCII遺伝子を特異的に活性化します。またアポトーシスを直接制御するものでもありません。実際、CIITAのCARD
は、Nod1の下流因子でそのCARDに結合するRICKやカスパーゼとは結合しません。さらにCIITAがMHCIIプロモータの転写を調節上で
CARDは必須ではありません。おそらく、CIITAの基本的な機能を助けるタンパク質が、このCARDに結合して、MHCII活性化を調節しているのに
は小腸や大腸などで繰り返し炎症をおこす病気です。一旦良くなったり悪くなったりします。炎症を繰り返した結果、潰瘍ができます。多くの患者さん
(日本全国で約1万4千人、全米50万人)がいらっしゃるにもかかわらず、その病因は不明でした。潰瘍は炎症を繰り返すことで悪化しますので、免疫系の異
常が考えられていました。ただ、この病気が遺伝によっておこるのか、それとも環境によっておこるのか、はっきりわからないところがあり、それが研究を遅ら
ばしば細菌との関わりあいが疑われ、炎症を起こす原因の一つである細菌に対する応答性がおかしくなっている可能性がありました。
はNod1やNod2が細菌の成分に応答するために重要で、この領域がないともはや細菌成分に応答できません。驚いたことに正常な人にも同じ遺伝
ます。このことはクローン病は予防できること・見た目正常な人でも発症しうる可能性を示唆するものです。
菌成分に応答できなくなっています。別のいいかたをすると遺伝的素因があっても特定の細菌に触れる機会がなければ免疫は健常人と変わらないことに
なります。かといって予防として菌を全部殺してずっと無菌状態を保つことはむずかしいです。また、腸内細菌は人体に多くのメリットを与えてくれますので、
腸内細菌がいないと逆に他の病気にかかりやすくなってしまいます。そこで腸の調子(マイクロフローラ)をととのえることが重要であると考え
クローン病の予防にはとりあえず以下が重要だと思われます。これらのうちいくつかは炎症の沈静化に有効と考えられていましたが、初発予防にも有
3. 感染症治療や骨髄移植などのときにマイクロフローラに十分に注意すること。とくに抗生物質投与後。
4. Nod2はモノサイトで機能していると考えられることから免疫系を大きく変えるものに注意する。たとえば、ストレスとか疲れなど。
また、クローン病をご存知の方はお気づきかと思いますが、遺伝子だけではなく食事療法など今まで有効といわれていた対処療法の標的である環境要
因がNod2とその下流に密接に関連していることがわかります。いや、Nod2系の働きで全て説明できるといっても過言でないかもしれません。従って、今
最後に、発症以前に自分のNod2の遺伝子配列を知っておくこと、もしも機能異常が予想されるなら上記に特に注意することが重要だと思います。自分の
Nod2が細菌成分に応答できないか、つまりどんなマイクロフローラや食事がよくないかを把握していたほうがいいと思います。もちろん、調べられる範囲に
は限りがあります。例え変異がみつからなくてもNod2遺伝子が機能していない可能性がありますので、ご家族にクローン病をお持ちの方は上記に注意すべき
髄移植でクローン病が治ったとの報告があるからです。免疫型がぴったり合うドナーさえあれば重度の患者さんの場合、治療法の一つとして十分考えら
れます。炎症の研究者のみなさん、モデルマウスなどでデータを集めてください！きっと患者さん助かりますよ。
逆に、nod2の変異を持ったドナーから骨髄移植を受ける場合、クローン病を発症する可能性が考えられることを先ほどの抗生物質の使用後の
注意とともに警告しておきます。現在、無検査の状態ですが、移植を行う方は今後の研究の進展をぜひ見守ってもらいたいです。
もちろん、まだ、解決していない主要な現象も多くあります。Nod2は血液細胞で発現しているほか、腸ではPaneth細
現しています。クローン病の患者さんやNod2を人為的になくしたマウスでは細菌を殺すための物質(抗菌物質)のひとつであるディフェンシンがでにくくなり、病原細菌であるリステリアに対する免
疫が弱くなります。ですので、こうした腸における免疫の低下もクローン病にかかわっているのかもしれません。現在、ヨーロッパをはじめ、上でお話
つも活性化された状態になります。これは、クローン病の患者さんから得たモノサイト・マクロファージは、腸内細菌の細菌成分で刺激した健康な人か
性化されっぱなしの状態にはなっていませんでした。むしろ、免疫応答をおこせないというかんじです。ですから、炎症に関わると思われるNod2遺
伝子が働かなくて炎症を起こすという現象は、一見矛盾しているように見えます。Nod2の下流ではIKKβという炎症反応に重要な因子が働いています。と
%〜50%以下)。詳しく調べることでさらに別の欠損が見つかるはずですので、今後割合は増えるものの、家族の方からの遺伝を調べて、明らかに
Nod2以外の遺伝子が原因と考えられる方もいらっしゃいます。詳しく調べてみると「クローン病」とごっちゃに診断された患者さんのうち、回
腸部分の炎症が認められる方だけでNod2の異常が見つかっています。このことは症状はおなかの炎症なのですが、糖尿病の場合といっしょでもっと
細かく分類できること、それに見合った治療が可能なことを意味しています。今後、みんなで話し合って新しいネーミングをつける必要があります。
たちは最近、Nod1とNod2が細菌の違う成分を調べていることを見つけました。Nod2は多くの種類の細菌に認められる構造(ペ
プチドグリカンのMDPという構造)を認識します。これに対してNod1は一部の細菌にしかない成分(DAP
型ペプチドグリカン)を認識していました。乳酸菌の中にはNod1の認識できるもの(DAP型)とできないもの(非DAP型)がいます。DAP型
のものは以前からクローン病の症状を緩和するものとして利用されてきたものです。私たちはさらに進めて、このNod1の認識する成分に当たるものだけを合
成しました。Nod2が働かないクローン病の患者に対して、Nod1を刺激することでクローン病を予防することができるかもしれません。
常人のものと異なることがわかりました。ただ、その差はクローン病のそれと異なって、細菌のセンサーとして働くと考えられるLRR
菌との相互作用とは関係なく炎症を引き起こす情報伝達経路を活性化します。また、この遺伝子の差は明らかな欠損といったものではなく、今後、この
植物の場合、病原に細胞が感染すると計画細胞死(過敏感反応)が誘導され、これにより病原が他の細胞へ広がるのを防いでいます。その中心がＲタ
ンパク質で、そのために植物は多数のＲタンパク質をもち、さらにいろんな病原体に対応するためにLRRの異なるRタンパク質をもつ種を作っています(前述)。
動物ではどうでしょう。動物は植物と違い動くことができます。リンパ球はごそごそと患部までやってくることができます。感染して
ヤラれた細胞の計画細胞死に加えて、リンパ球といった免疫系の細胞などが病原や感染した細胞をいろんな方法で攻撃することができます。また、病原が何なの
かを調べる段階も二段構えになっています。第一段階として植物のRタンパク質に対応するNodやTLRがまずしらべて、マクロファージ系などを活性化する
ものと考えられます。第二段階として、マクロファージによって殺されて分解された病原の一部はリンパ球にある免疫
グロブリンの仲間によって調べられます(前に述べたCIITAが調節しているMHCはこの病原提示を助けます)。
細胞受容体(TCR)複合体やB細胞受容体(BCR)があって、こうして提示された病原の一部を認識すると次の免疫反応を
誘導する情報伝達物質を合成します。この情報伝達物質の合成にはNF-kB活性化が必要です。本題とはずれますので詳細は飛ばしますが、TCRは細胞の中
酵素であるPKCを活性化し、ついでPKCがNF-kBを活性化します。このPKCによるNF-kBの活性化
を欠いたマウスではもはやTCRやBCRによるNF-kB活性化を起こすことができません。逆にBcl-2同様抗体遺伝子の転写活性化領域(エン
ハンサー)が転座(遺伝子異常のひとつ)によってタンパク質をコードする領域の近くに来てB細胞で大量に発現するとMALT
-kB活性化を引き起こします。Bcl10のユニークな点はそのCARDの性質にあります。多くのCARD蛋白質が自分自身には結
ように活性化ドメイン(この場合DD)を持たない蛋白質は他の蛋白質に結合した後も多量体化しないので、アポトーシスを抑制してしまいます。ところがBcl10は
MALTリンパ腫には、Bcl10とは別にMALTリンパ腫を引き起こす遺伝子がもう１つ知られています。MALT1で
末端と融合することで、強力なNF-kB活性化因子となります。しかし、もともと正常なMALT1は単独ではNF-kBを活性化しません。
量体化させるとNF-kB活性化します。このことから、そのN末端側の領域には多量体化を介してNF-kB活性化の調節関与すると考えられまし
いったBimpファミリーです。BimpファミリーはN末端にCARDをもち、これを介してBcl10に結合
欠くマウスではリンパ球でのNF-kB活性化ではなく中枢神経ができる過程も異常になり、免疫系だけではないもっと一般的な役割が考えられていま
-kBの活性化が必要ですが、CIPERを欠くマウスでは神経ができる過程にで板上(神経板)だった部分が閉じる最中、アポトーシ
スを起してしまい、正常な管状構造(神経管)になりません。実際、Bimpファミリーは免疫系のPKCだけではなくPKCαやPKCεなど
BimpのC末端にはコイルドコイルという共通の構造があり、さらにBimp1,2,3はMAGUKと呼ばれるド
メインのセットを持っています。MAGUKは、PDZ,SH3,グアニル酸キナーゼ様ドメインの三点セットを指し、これをも
つタンパク質は他の細胞内情報伝達因子の「足場」(scaffold)の役割を果たします。おそらく、BimpはCARD以外のドメインを介して上流の因
子と、CARDを介して下流因子であるBcl10と結合することにより情報伝達に関わっているのでしょう。
ところで、MALTリンパ腫はたいへんユニークな癌です。なんと、細菌を殺す薬である抗生物質で治せる場合があることです。つまり、バイキンを
コロすと癌がなおるのです。MALTとの関係がもっとも疑われているバイキンはヘリコバクター・ピロリ(通称ピロリ菌)という細菌です。通
ロリ菌がいてもNF-kB活性化を介して炎症を含む免疫反応おこすだけですが、IAP2はNF-kBで活性化される遺伝子ですから(前述)、MALT2遺伝子がIAP2遺伝子と同じ制御を受けるようになるとNF-kB活性化は雪崩式に増幅すると想
像されます。本来、細菌などの病原をやっつけるためにあるシステムが逆に壊れてしまうと、普通なら病気にならないような細菌で病気になってしまうなんて、
持っており、CIPER同様にNF-κB活性化を引き起こします。NF-κBの活性化は様々な免疫反応を誘導しますので、本来はウィル
スなどの病原体の排除に重要な役割を果たしています。しかし、かなりの数のウィルスは、ウィルス感染によって活性化されたNF-κBを巧みに利用して増え
ることが知られています。白血病ウィルスHTLVがその一例です。アポトーシスを含むウィルス除去機構を様々な方法で抑えこみながら(後述)、一方で誘導されたNF-κBの転写促進活性を利用して自分の体を作るのです。また、いくつかのウィ
ルスは積極的に自らNF-κB活性化を誘導するものがいます。例えば、HTLVｰIはtaxを持ち、これでNF-κBを活性化します。つま
り、本来、ウィルスのような病原から体を守るシステムを乗っ取ってしまうのです。E10もそのような遺伝子の一つであるのかもしれません
活性化します。このような転写調節と細胞死のカップリングは、植物細胞で知られている過敏感反応とよく似ています。実際、Nod1やApaf-1は
ひとつは下流の調節タンパク質によって細胞の生死を切りかえることができることです。シグナル分子を受け止めるとき重要なのは、いつ受容したか
ということと、その後どんなリアクションをすべきかです。もしも同一のシグナル分子でタイミングが調節できて、異なるリアクションができるなら、例えば、
発生過程で同一段階にある細胞の生死を他のシグナルの有無を考慮に入れながら決められるわけです。この場合、第二のシグナルはアポトーシス調節因子の量か
機能を調節している必要があります(この点についてはまだ不明な点が多いです)。第二のメリットは、自分自身は死にながら他の細胞に情報を送れる点です。
植物の過敏感反応の場合はこちらで、病原体の感染細胞は自殺しながらも周りの細胞に「か、感染したぞぉ。俺は死ぬけど、後をよろしく守ってくれ」という情
また、カスパーゼ１などのいくつかのカスパーゼはアポトーシスではなくインターロイキン１β(IL-1β)や１８(IL-18)のプロセシング
に関与しています。Nod1系や死受容体系はNF-kBを活性化して情報伝達物質などの合成を促進するとともにIL1βやIL18の分泌も促進しているの
(または類似タンパク質Apaf-1)ではカスパーゼ9が、死受容体系ではカスパーゼ8が最初に活性化されま
すが、いづれのカスパーゼも上位の活性化因子と結合するための領域をもっており、上位の因子が多量体化・集合することで活性化されると考えられます。一
やRIPの変異体はNF-κB活性化を阻害します。このことはRICKとRIPがそれぞれNod1系,TNFR1系のNF-κB活性化に必須の役
は２つの顔をもつ転写調節因子です。まず、表皮や肝臓の発生段階での一部のアポトーシスを調節しています。その分子機構についてはまだ不明な点が多いです
菌・細菌・ウィルスなどの病原体に感染したときに起きる免疫反応を、他の転写調節因子であるAP1(Jun/Fos)とともに仲介していま
す。NF-κBは日頃、その阻害因子I-κBと結合しています。I-κBは刺激を受けると壊されて、自由に
なったNF-κBが標的遺伝子を活性化するという寸法です。I-κBの分解はそのリン酸化によって調節されていて、リン酸化
をうけるとI-κBはユビキチン化を受けてタンパク質分解装置であるプロテオソームに認識されて、分解されます(IAPの項参照)。従って、免疫応答でのNF-κBの活性化で重要なのはI-κBのリン酸化に行う酵素(略してIKK)
というサブユニットからなっています。IKKαとIKKβはタンパク質をリン酸化する活性を持ち(キナーゼ活性といいま
す)、AP1活性化や他のストレス応答の上位キナーゼとよく似た形のタンパク質です。これらに調節タンパク質であるIKKγが結合していま
す。IKKγはTNFα,IL1などの刺激をIKKαやIKKβに伝える橋渡しの役割を果たしています。
ているものと考えられます。したがって、RIPとRICKにNF-κB活性化の機構はほぼ同じです。他の免疫系の情報伝達経路(IL1・TLR,
PKR)についても同様のメカニズムが考えられます。TNFαは三量体(３つの分子が集合したもの)で、TNFR1はTNFαに結合すると三量体化するも
のと考えられています。Nod1のトリガー分子は現在わかっていませんが、Apaf-1との類似性から見て、シグナル受容後は多量体を形成するものと考え
られます。RIPとRICKさらにIKK複合体はNod1とTNFR1複合体に結合しますので、IKK複合体は受容体複合体の多量体化を介して互いに近づ
くものと考えられます。このIKK複合体はこのIKK複合体同士の近接によって活性化される可能性があります。実際、細胞の中でRICK,RICKや
工的に近づけてやるとNF-κBの活性化が起きます。もっと違った情報伝達系ではどうでしょうか。CIPERは
の中央部は下流因子のMALT1に結合しています。これらの因子を強制的に多量体化させると、やはりNF-kBを活性化しました。
�〆挧λ譴濃爛轡哀淵襪鮗�ける死受容体系も、Nod1(またはApaf-1)もいづれも、それぞれの系特有のカスパーゼをもつこ
�▲�スパーゼ８も９もともに下位カスパーゼを介して多くの細胞死特有の現象を誘導すること。RIPもRICKもともに下位キナー
��トリガー分子による受容体とその下流因子の多量体化によって実行分子が活性化されること。つまり、近
もしれません。研究者の皆さん、ぜひあなたのシグナル伝達の最上流実行因子が近づくと働きが上がるかかどうかためしてみてください。
なお、��の点(近接モデル)については明らかでない点があります。酵素の近接活性化は果たして実行分子の修飾を必要とするかどうか、
ロセシングによる活性化は必要ないらしいという点です。同様のことがIKKにも言えます。IKKα・IKKβがキナーゼ活性を示すには活性調節領
域のリン酸化が必須です。しかし、TNFαやNod1によるNF-κB活性化の場合、キナーゼの活性化が調
節領域のリン酸化の増進を介するものかどうかまだ明らかでありません。一方で、カスパーゼ９もIKKも基質の濃度が変わっても酵素
響がほとんどない(活性にアロステリック効果ない)ことが知られていますので、両者の活性が近接によって局所的に濃縮された基質濃度によって昂進
(ブラウザのウィンドウサイズを最大にして閲覧されることを推奨します。図は小さなモニタをもつパソコンにも対応していますが、大きなモニ
カスパーゼの調節機構をAとB,NF-κBの調節機構をCとDにそれぞれ示した。細胞質で働くシグナル受容体の代表としてApaf-1系
1とTNFR1複合体は、それぞれシグナル分子とチトクロームcとTNFαを受容するとカスパーゼ-9と8に結合し、これらを活性化する。活性化されたカ
スパーゼ8と9はさらに下位のカスパーゼを活性化する。TNFR1の場合、TNFR1はカスパーゼ8にTRADDとFADDを介して結合する。Nod1に
ついてもApaf-1同様の機構によりカスパーゼ9を活性化するものと思われ、LPSが最有力である。一方、Nod1とTNFR1複合体はトリガー分子を
受容すると、それぞれRICKとRIPに結合する。TNFR1複合体はTRADDを介してRIPに結合する。RICKとRIPはさらに下位のIKK複合体
に調節サブニットIKKγを解して結合する。カスパーゼ・NF-κB活性化いづれの場合も、トリガー分子の受容体への結合により多量体化(または三量体
化)が起き、下位のシグナル伝達分子が互いに近づく。近接した下位のうちの実行分子(アポトーシスではカスパーゼ8,9、NF-κBではIKK複合体)は
これにより活性化される。矢印は各分子のドメイン(タンパク質に存在する機能単位構造)間の相互作用を示す。略号：CARD・DD・DED(前述なので省
略),IM(中間領域),LとS(カスパーゼ大・小サブユニット領域),LBD(リガンド結合ドメイン),LZ(ロイシンジッパーなどを含む領域),
HLH(HLHモチーフなどを含む領域),nCCとcCC(N末端およびC末端寄りのコイルドコイル構造領域),NOD(ヌクレオチド結合性多量体化ドメ
イン),TM(膜貫通領域),TRADD-N(JNK活性化を引き起こすTRAF結合ドメイン),ZF(亜鉛結合ドメイン)
さて、細胞の中では生死を制御する機構がこのように存在するわけですが、ウィルスのなかにはこれを巧みに利用して自己増殖を図ろうとするものがあります。
います。通常免疫系はウィルスなどに感染を防ぐようにできています。エイズウイルスはこの防御機構をずたずたにします。エイズウイルスは免疫系の特定の目
印のある細胞のみに感染し、増殖し、宿主細胞から放出されます。ところがこの増殖に伴う細胞死では免疫系の低下は説明がつきません。エイズウィルスは積極
カスパーゼ経路を阻害します。この間にしこしこと自分の子孫を作ります。また、昆虫のウィルスの一種、バキロウィルスの仲間はICEファミリーの
19KというBcl-2と同機能の蛋白質を作ってアポトーシスを抑制します。さらにBcl-2ファミリー(BHRF1,LMW5-HL,ORF16な
もしもエイズウィルス感染によるアポトーシスが防止できたら、どうなるでしょうか。実際、長期間生存されていらっしゃる患者さんはアポトーシス
を起こすのに必要なウィルス遺伝子が壊れている場合も報告されているようです(確か日本のグループ。日本の新聞が大々的に報道。原著見つかりません、誰か
教えて！)。かつて猛威を奮った天然痘そしてエイズ・・・、アポトーシスの分子機構が解明されるなら、ウィルス疾病の治療にどんなに役立つことでしょう。
のβアミロイドタンパク質は神経細胞のアポトーシスを引き起こすのです。βアミロイドタンパク質は前駆体タンパク質(APP)から
の過程でアポトーシス誘導因子Hrk(別名DP5)が誘導されることが知られています。Hrkを欠くマウスでは脳に障害を受けても
伝子プレセニリン(1,2)が壊れると、アポトーシスを起こしやすくなります。もしもこれらの神経細胞の死が防げたらどんなにすばらしいでしょうか。
狂牛病(BSE)、クロイツフェルト・ヤコブ病、クールー病ではプリオンと呼ばれるタンパク質がアルツハイマー病
のβアミロイドタンパク質よろしく、脳に蓄積するのが原因で起きます。プリオンの実体は糖タンパク質なのですが、これが煮ても焼いても壊れにくいという頑
丈なもので、βアミロイドタンパク質と違ってなんと食べると食べた近似種の生き物で長い期間をかけてプリオンの蓄積をおこし、まるで病原のように振舞いま
卒中の時に一時的に脳に血がかよわなくなる(脳虚血)と、その時は回復してもしばらくしていきなり死んでしまうことがあります。これは脳虚血が
きっかけとなって神経細胞のアポトーシスを引き起こすためです。この現象が克服できれば、卒中後の救命率があがることでしょう。同様の現象が心筋梗塞を起
また、先に述べたように癌発生とアポトーシスは密接な関係にあります。癌抑制遺伝子p53が変異した癌細胞では放
癌剤も効き目が弱くなります。しかし、それでもいくつかの薬はアポトーシスを起こすことができますが、このアポトーシスはBcl
-2によって抑制できます。つまり、もしも内在的なBcl-2の機能をもっと抑えてやることができればもっと薬効が期待できます。Hrk,ARCな
どアポトーシス制御因子の研究によりアルツハイマー、狂牛病、脳卒中、癌、エイズをはじめとする疾病治療に役立つものと期待されています。
アポトーシスの基礎研究をしているうちに、その応用もだんだんとできるようになりました。つまり、次の段階である癌
の癌細胞を殺します。Bcl-xSを大量に生産する遺伝子組み換えアデノウィルスは様々な癌細胞を殺します。一方、正常な血液細胞の親細胞にはアデノウィ
でもBcl-xSはアポトーシス誘導能が弱く(下図)、Bcl-xLやBcl-2でその細胞死が抑制されるので、この方法ではBcl-2や
Bcl-xLを大量発現する癌細胞を殺しにくいのです。癌患者さんの化学療法を続けていると、Bcl-2やBcl-xLを大量に発現してこうした治療に耐
名Bok)です。HrkはBH3サブファミリーの中でも最強の癌キラーです。またMtdによる細胞死はBcl-2やBcl-xLでは阻
遺伝子はすべての癌細胞を殺しました。これらのタンパク質は癌治療やその他のアポトーシス関連疾患の治療に無限大の可能性を秘めています（こうした私の研
Mtd遺伝子を導入することで293T細胞のアポトーシスを誘導できる(A,黒)。このアポトーシスはBaxの場合(灰,黄)と異なって
Bcl-xLで抑制されない(青)。カスパーゼ3を欠く胸癌細胞(MCF7)でも同様にアポトーシスを誘導できる(B,青)。
牛士」マタドールの略です。ハラキリの後は、私はぜひ「コロリン」とか「ジバク」とかしたかったのですが、前が日本語だか
司はスペイン人)となりました。CLARPの時は米国人に「なんか赤ちゃん語みたい」と馬鹿にされ、DCP2では「DCP1の二番煎じ」と言われ
ています。なんでもMatadorは殺し屋(Murder)に通じてバッチグー(ちょベリグ)だそうです。ちょっと待てよ、ハラキリの時は自殺だから
Murderはだめだ(前述)といわれたのにどうしてMtdはＯＫなんだ、と疑問が残りますけど。でもって、
1998年ごろには略号をそのまま名前にすることが多いのですが、毎回いいゴロ合わせが思い浮かばず、悩んでいました。1999年のNod1論文でどうし
てそういう命名にしたか、説明するのをやめました。なぜなら、レビューアの趣味(?)で名前の変更をさせられたタンパク質がいくつか出てきたからです。慣
れ親しんでいた名前がいきなり役所の戸籍係で変更されると、日頃そう呼んでいた現場の私達は混乱を起こします。だ・か・ら、どうして私が「猪原直弘」なの
足場なので日本語でいうとびよーん、って感じの名前。PubMedで簡単に検索できて馴染める名前に。
このコーナーは、一旦一流雑誌に報告された「あの研究」のその後を私が知りたいという、超わがままな目的のために作られました。従っ
て、追試だけではなくその後どのように研究が発展したか、こんなこともできるのではといった内容も含んでいます。いわば研究版「あの人は今」のコーナーで
す。「あの研究」のその後をご存知の方、ino@umich.eduまでぜひご一報下さい。また、「あの研究」をされた方自身のその後もお
-2ファミリー依存性のイオン透過がアポトーシスを調節しているというもっと直接的なデータをおもちですか？細胞でイオン孔を作っているという
ルシニューリンがBcl-2に結合するという報告があります。再試された方いますか？Bcl-xLもつきますか？
PT孔に結合するという報告があります。再試された方いますか？他のBH3タンパク質もつきますか？生理的に重要ですか?たしか、Bcl
活性化してアポトーシスを抑制するのか？だいたい結合領域の本体BIRの結合特異性ってどの程度なんでしょうか。それとも・・・あなたのご意見お聞かせ下
はユビキチン連結酵素系であるとの画期的な報告がありました。でも、もっともたいせつな基質は何かという疑問が残っています。
のcaspase-8によるプロセシングってどの程度重要なんでしょうか？必要ないようにも思われますが。→Bid
欠損マウスが報告されました。マウスはBidの予想される機能が失われているにもかかわらず見かけ正常です。病態などが興味もたれます。
ところでSivaって本当に細胞を殺しますか？どなたか追試された方いますか？
ホモログが存在するのでしょう。植物にもあります。DAD1のケース(5.参照)と似ていますね。他に機能があるのでは？誰か酵母の遺伝子に欠損
追試された方がいらしゃいましたらご一方ください。Nod1との結合と比較してほしいです。
によるICEの活性化をICEBERGが阻害するといった報告があります。本当にRIP2がICEを活性化するなら、RICK
カスパーゼによらない核の形態変化やDNA断片化などを起こすというAIF・・・
欠損マウスでは生理的な条件で引き起こされるDNA断片化や核の形態変化がなくなっていますよね。本当に断片化起こすんでしょうか？本当に過剰発
とCIDEが直接結合するとか、DFF活性を調節するというデータをお持ちの方、他にいらっしゃいますか？
bax,bak両方を欠くマウスはp53依存性のアポトーシスに耐性です。Noxaは両遺伝子の上流・下流に位置するの
部分長のXIAPとcaspase-3,-7の複合体の構造が決定されました。ところが、実際結合しているのはBIR部
分ではないcaspaseの基質部位と似た配列。これではXIAPがcaspaseに特異的に結合しているというより、caspaseがXIAPに特異的
に結合しているというかんじです。本当にIAPによるcaspase酵素活性の調節は重要なのでしょうか。単なる基質競争阻害では？
アンチセンスでどちらもp53依存性細胞死が抑えられるというNoxaとPuma。どっちが本当に必須？だいたいアンチ
胞死を抑制するって・・・遺伝子がmtDNAなのにだいたいどうやってタンパク質になる？？？実験に使われたのはリボソームRNA遺伝子の一部で
メタカスパーゼとして報告されたYor197wはカスパーゼ同様にAsp残基の下流を切るらしい、細胞死に関係するらし
告が出ました。構造とあいません。本当でしょうか？ほんとうに論文にある細胞死をアポトーシスと呼んでいいのでしょうか？
お仕事された人や仕事のその後にたいへん関心があります。ぜひ、そのうちとりあげたいです。(じ、時間が・・・)
→おっと、調べる前に当の研究室から学会報告がありました。Avenは転写活性化因子だそうです。また学会では他の人が
メインホームページ。一流科学誌、相同性検索、新聞、製薬会社、などへのリンク集。生命科学研究者に必須サイト。ホー
P Henkartのもの。表がたいへんわかりやすい。写真もきれいだが、本文に内容がない。
なにができるのかよくわかりません。会員制ですが、当然掲示板は競争相手も見える(デマやサクラ情報も心配)。アポトーシス情報セン
Jekelyのホームページ。カスパーゼの構造と機能を解説。構造だけ見てもよくわからない人はここで勉強できます。ただ初心者向けにもうちょっ
先にあげた応用もさることながら、細胞の生死がどのように決定されるかという生命の根本原理に迫れたらどんなに素晴らしいことでしょう。人類が
企業、団体からも助成大歓迎。現在、私が日本からもらえそうなものを見つけていません。日本に職がないと無理ですか？
私どものご研究を支持していただき、たいへんありがとうございます。ここに謹んでお礼申し上げるとともに今後ともよろしくお願いいたします。
私どもは新規提携をお考えの企業の皆様に対していつもオープンであるように心がけております。Ｅメール等による連絡を賜れば幸いです。私どもの報告しまし
た因子の使用や特許だけではなく、もしもこういう治療薬に使えそうなタンパク質を見つけてくれないか、等の相談にも応じます。あります。
解を示すものではありません。本ホームページのみから得られた情報に基づく医療、実験に関して著作者はいかなる保証もいたしません。本ホームページによっ
て生じたバグ、エラーについて責任を負いかねます。本ホームページによる人身事故および物損事故についていかなる責任も負いかねます。本ホームページはあ
くまでつれづれのもので全く正しいかどうか保障しかねます。アポトーシス調節の軍事応用に反対します。本ホームページに示したアイデアによる特許または意
ハラキリ、CLARP、Mtd,CIDEサブファミリー,ARC,RICK,DIVAについては私と同様に共同研究者およびミシガン大学も特許権を有しま
Scienceも特許権を有します。BH3キラーを発現するアデノウイルスを用いた癌遺伝子治療法は私と同様に共同研究者およびミシガン大学も特許権を有
|
