欧州研究機構のアドバンスグラントで行われるNIPTの臨床試験に日本から共同参加する栄誉を頂きました。 ミネルバクリニックでは、世界中の国際認証を受けた遺伝子検査機関を厳選して業界オンリーワンの検査体制を整えています。

ミネルバクリニックは高い専門性を誇り技術で皆さんにお答えする診療を行なっているため無料相談は受け付けておりません。問診票は医師が皆さんの状態を知るためや必要な情報を伝えるために作成しており診察の一部ですので配布の時点で診療料金が発生します。

エンドサイトーシス

エンドサイトーシス、得クソサイトーシス、ファゴサイトーシス

エンドサイトーシスとは、細胞が細胞外の物質を小胞に巻き込んで取り込むプロセスである。エンドサイトーシスの対象は、細胞を支えるための栄養分や、免疫細胞が飲み込んで破壊する病原体、神経伝達物質など多彩である。

エンドサイトーシスとエキソサイトーシスは、大きすぎて細胞膜の脂質二重層を直接通過できない物質を、細胞が細胞の内外に移動させるプロセスである。エクソサイトーシスやエンドサイトーシスによって細胞膜を通過する物質には、大きな分子、微生物、老廃物などがある。

なぜバルク輸送は細胞にとって重要なのか?

細胞膜は半透膜で、ところどころに小さな穴も開いているため、特定の小分子やイオンは受動的に拡散する。それ以外の小分子は、キャリアータンパク質やチャネルを介して細胞の内外へと移動可能である。
しかし、これらの方法では細胞膜を通過できない大きさの物質もある。細胞が細菌を飲み込んだり、高分子化合物を放出する必要がある場合などである。このような場合には、大量輸送機構が必要となる。

真核生物のバルク輸送機構としては、エンドサイトーシスとエキソサイトーシスがある。これらの輸送プロセスはエネルギーを必要とするため、能動的な輸送プロセスとして知られている。

エンドサイトーシスとエクソサイトーシスにおける小胞の機能

バルク輸送では、大きな物質や小さな分子の集合した大きなパッケージは、小胞を介して細胞膜を通過して輸送される。
細胞膜は、脂質二重層で構成されています。小胞の壁も脂質二重層で構成されているため、細胞膜と融合することができる。小胞と細胞膜が融合することで、細胞内外への大量輸送が可能となる。

エンドサイトーシスの目的

エンドサイトーシスとは、細胞が細胞外の物質を小胞に取り込んで取り込むプロセスである。これらには、細胞を支える栄養分や、免疫細胞が飲み込んで破壊する病原体などが含まれる。

エンドサイトーシスは、細胞膜の一部が折りたたまれて、細胞外液やさまざまな分子や微生物を包み込むことで起こる。エンドサイトーシスは、細胞膜の一部が折りたたまれ、細胞外液やさまざまな分子、微生物を包み込み、その結果、小胞が分離して細胞内に運ばれる。

エンドサイトーシスには以下のような多くの目的がある。

細胞の成長、機能、修復に必要な栄養素を取り込む
細胞が機能するためには、タンパク質や脂質などの物質が必要である。
病原体や生体を危険にさらす可能性のある未知の物質を取り込む
細菌などの病原体が免疫システムによって認識されると、免疫細胞に取り込まれて破壊される。
古くなった細胞や傷ついた細胞を処分する
他の細胞へのダメージを防ぐために、正常に機能しなくなった細胞は安全に処分しなければならない。このような細胞は、エンドサイトーシスによって排除される。

エンドサイトーシスの種類

エンドサイトーシスの種類
エンドサイトーシスには、「ファゴサイトーシス」と「ピノサイトーシス」の2種類がある。

ファゴサイトーシス Phagocytosis

ファゴサイトーシスは、「細胞食」とも呼ばれ、細胞が損傷した細胞やバクテリアなどの大きな粒子や細胞を体内に取り込むプロセスである。哺乳類では、ファゴサイトーシスによって免疫細胞が危険な微生物や有毒化合物を取り込んで破壊する。白血球の一種であるマクロファージ好中球は、2つの主要な食作用を持つ細胞である。これらの白血球は、老化した細胞や損傷した細胞を除去し、感染性の微生物を処分する役割を担っている。

ファゴサイトーシスのステップは以下の順である。

  1. 1.粒子や物質が細胞表面の受容体に結合すると、仮足(細胞質で満たされた細胞膜の延長)の放出が促される。
  2. 2.擬足は対象物を取り囲み、その膜が融合して食細胞小胞を形成する。
  3. 3.貪食小胞は細胞膜からつまみ出され、細胞内に入り込む。
  4. 4.貪食小胞はリソソームと融合し、リソソームは小胞の内容物をリサイクルまたは破壊する。

ピノサイトーシス Pinocytosis

Pinocytosis(ピノサイトーシス)は、細胞の飲み込みとしても知られており、植物や動物の細胞によく見られる現象である。ピノサイトーシスでは、細胞が機能するために必要な物質を細胞外液から取り込む。これには、水や栄養分などが含まれる。

受容体を介したエンドサイトーシスは、ピノサイトーシスの特殊なタイプである。受容体を介したエンドサイトーシスでは、細胞膜の表面にある受容体に高分子が結合する。コレステロールの取り込みは、受容体を介したエンドサイトーシスの一例である。

ピノサイトーシスのステップは以下のとおりである。

  1. 1.細胞膜の表面にある受容体に分子が結合する。
  2. 2.細胞膜が折り畳まれ、分子と細胞外液を含むピノサイト小胞が形成される。
  3. 3.小胞は細胞内で細胞膜から剥離する。
  4. 4.小胞は初期エンドソームと融合し、中に入った内容物が選別される。

エンドサイトーシスの経路

哺乳類細胞におけるエンドサイトーシスは、生物学的機能、構成、貨物の採用などが異なる複数のクラスの細胞膜浸潤部によって制御されている。これらは、クラスリンを介したエンドサイトーシス(clathrin mediated endocytosis; CME)と非クラスリンエンドサイトーシス(non-clathrin endocytosis;NCE)の2つの主要なクラスに分かれる
細胞膜カーゴのCMEでは、アダプタータンパク質との相互作用により、カーゴ受容体がクラスリンコートピット(clathrin-coated pits;CCP)に特異的にリクルートされる。クラスリンの重合は、細胞膜の浸潤を促し、最終的にはダイナミン依存的にエンドサイトベシクルを形成する。
NCEは、クラスリンに依存せずダイナミンに依存する多くの異なる経路を指す一般的な用語であり、カベオラを介したエンドサイトーシスが代表的である。

エンドサイトーシスの経路がシグナル伝達の結果を左右する場合がある

いくつかの細胞膜受容体クラスは、文脈に応じてCMEとNCEの両方を受けることが知られている。興味深いことに、内在化の経路が受容体のエンドソームでのシグナル伝達に影響を与え、外部刺激に依存して異なる生物学的シグナル伝達の結果を引き出すことがある。
受容体の内在化経路は、リガンド刺激時のシグナル伝達の結果に決定的な役割を果たす可能性があり、異なる輸送経路が相互に作用することで、細胞内シグナルの微調整が容易になると考えられる。また、NCEが必ずしも受容体の分解につながる、CMEがエンドソームのシグナル伝達につながる、といった短絡性はないことに注意が必要である。

トランスフォーミング成長因子β受容体(TGFβR)

トランスフォーミング成長因子β受容体(TGFβR)は、CMEとNCEの両方を受けることができる。TGFβを刺激すると、受容体はCMEを介して初期エンドソーム抗原1(EEA1)陽性のエンドソームに移動するか、NCEを介してカベオリン陽性の構造体に移動する。

クラスリンを介してエンドサイトされたTGFβR
アる。ター蛋白質SMAD anchor for receptor activation (SARA)を含むFYVE (Zinc finger domain found in Fab1)ドメインと結合し、シグナル活性のあるエンドソームへと導かれる。
NCEを介して細胞内に侵入したTGFβR
ユビキチン化と分解の対象となる。

Epidermal Growth Factor Receptor; EGFR 上皮成長因子受容体

リガンドであるEGFが低濃度で存在する場合

EGFRのシグナル伝達の場合、リガンドであるEGFが低濃度で存在する場合、受容体はCMEを介してのみエンドサイトーシスされる。CMEの後、EGFRはシグナル伝達用のエンドソームに輸送され、シグナル伝達を維持し、分解を最小限に抑えるために細胞膜にリサイクルされる。

リガンドであるEGFが高い濃度で存在する場合

少なくとも一部の細胞型では、高濃度のEGFがEGFRの追加的なNCEを誘導し、その結果、受容体が分解される

Wnt

Wntは、様々な発生過程や生理過程に関与する分泌型リガンドの大規模なファミリーである。

Wntによって誘導されたLRP6のシグナル

Wntによって誘導された低密度受容体関連タンパク質6(low-density receptor-related protein 6; LRP6)のシグナルは、NCEとLRP6のエンドソームへの再局在化をもたらし、Wntによって生成されたシグナルがβ-カテニンを安定化させるように機能する。

Wntシグナルの負の制御因子であるDkk1のシグナル

可溶性リガンドであり、Wntシグナルの負の制御因子であるDickkopf family member 1 (Dkk1)に応答すると、LRP6はCMEを経て受容体が分解される。

この記事の著者

お電話での受付可能
診療時間
午前 10:00~14:00
(最終受付13:30)
午後 16:00~20:00
(最終受付19:30)
休診 火曜・水曜

 

休診日・不定休について


クレジットカードのご利用について

publicブログバナー

 

medicalブログバナー

 

NIPTトップページへ遷移