Pathology

Pathology · A/03

アポトーシス

Mechanisms of apoptosis and its pathological characteristics

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Mechanism / 機序High-yield / ポイント
応用トピック
スティーヴンス・ジョンソン症候群と中毒性表皮壊死症

🧠 全体像:アポトーシスは「エネルギーを使って自分から片付く」死に方で、膜を保ったまま貪食されるからこそ炎症を起こさない——これが酵素の漏出で炎症を巻き起こす壊死との対極。内因性(ミトコンドリア)と外因性(死受容体)という出発点の違う2経路が、最終的には同じカスパーゼの活性化に収束する点も押さえておくと機序がつながる。

定義

  • アポトーシス = プログラムされた細胞死(「細胞の自殺」)。エネルギー依存性
  • 活性化した酵素がDNA、核・細胞質のタンパク質を分解する。
  • 細胞膜は保たれたままだが、貪食されるよう標識される → 炎症を起こさない

アポトーシスと壊死の比較

アポトーシス 壊死
必要エネルギー あり なし
炎症 なし あり
細胞膜 保たれる 崩壊
対象 単一の細胞 細胞の集団
細胞サイズ 縮小 腫大
機序 カスパーゼの活性化 ATP枯渇、膜・傷害
性質 生理的+病的 病的のみ

原因

生理的(細胞数を一定に保つ)

  • (例:の水かきの消退=指の分離)
  • ホルモン依存性の退縮(例:月経での子宮内膜の脱落)
  • 免疫応答終了時の炎症細胞の死
  • 増殖した細胞のによる除去

病的(変化した/修復不能な細胞を宿主反応なしに除去)

  • DNA損傷(放射線、化学療法、熱、低酸素)→ を防ぐ
  • の蓄積→ アポトーシス
  • ウイルス感染(ゲノムへの組み込み → 細胞周期の停止)
  • (O₂・栄養の不足)

形態

  • 核の凝縮 → 凝集 →
  • 好酸性の細胞質、細胞の縮小
  • = 膜に包まれた小胞。酵素の漏出なしに貪食される

分子機構

いずれの経路もカスパーゼ(プロテアーゼ)に収束し、DNA・核タンパク質・細胞骨格を分解する。

内因性(ミトコンドリア)経路

  • 誘因:DNA損傷、の除去、
  • Bcl-2センサーが Bax/Bak を活性化 → ミトコンドリアのチャネル形成 → チトクロムc(cytochrome c)の放出
  • → プロカスパーゼ 9 → 実行カスパーゼ 3・6・7 → アポトーシス

外因性(死受容体)経路

  • Fas(CD95)/FasL または TNF/TNF-R → アダプター FADD → プロカスパーゼ 8 → 実行カスパーゼ → アポトーシス
  • において重要
flowchart TD
    A1["DNA損傷・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='growth factor'>増殖因子</span>の除去<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='misfolded proteins'>異常フォールディングタンパク質</span>"] --> B1["Bcl-2センサーがBax/Bakを活性化"]
    B1 --> C1["ミトコンドリアのチャネル形成<br>チトクロムcの放出"]
    C1 --> D1["プロカスパーゼ9の活性化"]
    A2["Fas(CD95)/FasL または TNF/TNF-R"] --> B2["アダプターFADD"]
    B2 --> D2["プロカスパーゼ8の活性化"]
    D1 --> E["実行カスパーゼ3・6・7の活性化"]
    D2 --> E
    E --> F["DNA・核タンパク質・細胞骨格の分解"]
    F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='apoptotic bodies'>アポトーシス小体</span>形成<br>炎症を伴わず貪食"]

調節

  • 抗アポトーシス:Bcl-2、Bcl-xʟ、促アポトーシス:Bax、Bakp53 はアポトーシスを促進する。

オートファジー(関連事項)

  • 細胞成分のの細胞の生存機構 = 小胞体+リソソーム)。を除去し、アポトーシスへ進むこともある。

💡 ポイント: 抗アポトーシス性のBcl-2(t(14;18))→ p53の欠失は、多くの癌で重要な促アポトーシスのを失わせる。

まとめ

  • アポトーシスはエネルギー依存性のプログラム細胞死で、膜を保ったまま貪食されるため炎症を起こさない(壊死との対極)。
  • 生理的原因(、ホルモン依存性退縮、免疫応答終了時の細胞死)と病的原因(DNA損傷、蓄積、ウイルス感染、)に分かれる。
  • 内因性(ミトコンドリア)経路はBcl-2/Bax/Bak→チトクロムc→カスパーゼ9、外因性(死受容体)経路はFas/FasLやTNF→FADD→カスパーゼ8で、いずれも実行カスパーゼ3・6・7に収束する。
  • 形態は、細胞質の好酸性化・縮小、膜に包まれたの形成。
  • 抗アポトーシスのBcl-2)、p53欠失(多くの癌)が臨床的に重要。