細胞死

細胞死は、生物学的細胞がその機能を停止する現象である。これは、プログラム細胞死のように、古い細胞が死んで新しい細胞に置き換わる自然なプロセスの結果である場合もあれば、病気、局所的な損傷、細胞が属する生物の死などの要因から生じる場合もある。アポトーシスまたはタイプI細胞死、およびオートファジーまたはタイプII細胞死は、どちらもプログラム細胞死の形態であるが、壊死は感染または損傷の結果として起こる非生理学的プロセスである。^[1]

「細胞壊死生物学」という用語は、細胞死を誘発、先行、付随する形態学的、生化学的、分子的変化に関連する生命プロセス、および細胞死の結果と組織反応を説明するために使用されています。^[2]この単語は、ギリシャ語の「死」を意味する νεκρό、「生命」を意味する βìο、「研究」を意味するλόγοςに由来しています。この用語は当初、マルチパラメータフローサイトメトリーおよびレーザースキャンサイトメトリーによって検出および測定される、細胞死に伴う変化の研究を広く定義するために造られました。 ^[3]これは、フローサイトメトリーによって検出される細胞死中のリアルタイムの変化を説明するために使用されています。^[4]

プログラム細胞死（PCD）は、細胞内プログラムによって媒介される細胞死である。^{[5] [6] PCDは制御された}プロセスで実行され、通常は生物のライフサイクル中に利点をもたらします。たとえば、発達中のヒト胎児における手足の指の分化は、指の間の細胞がアポトーシスを起こすために起こり、その結果、指が分離します。PCDは、植物と後生動物（多細胞動物）の両方の組織発達 において基本的な機能を果たします。

アポトーシスは、多細胞生物で発生する可能性のあるプログラム細胞死（PCD）の処理装置です。^[6] 生化学的イベントは、特徴的な細胞の変化（形態）と細胞死につながります。これらの変化には、ブレブ形成、細胞収縮、核の断片化、クロマチン凝縮、染色体 DNA の断片化が含まれます。現在では、発達の文脈では、恒常性の状況で細胞が積極的に自殺するように誘導されると考えられています。特定の生存因子の欠如が自殺のきっかけとなる可能性があります。これらの自殺経路の形態と生化学には、いくつかのバリエーションがあるようです。一部は「アポトーシス」の道をたどり、他のものはより一般的な削除の経路に従いますが、どちらも通常は遺伝的および合成的に動機付けられています。エンドヌクレアーゼ活性化などの「アポトーシス」の特定の症状は、遺伝子カスケードに関与することなく偽装的に誘導できるという証拠がいくつかありますが、おそらく真のアポトーシスとプログラム細胞死は遺伝的に媒介されているに違いありません。また、有糸分裂とアポトーシスは何らかの形で切り替えられたりリンクしたりしており、達成されるバランスは適切な成長因子や生存因子から受け取るシグナルに依存することも明らかになりつつある。^[7]

DNA損傷の修復に主に使用される特定の重要なタンパク質は、DNA損傷が細胞の修復能力を超えた場合にアポトーシスを誘導することもできます。 ^[8] これらの二重の役割を持つタンパク質は、がんを引き起こす可能性のある不安定な損傷細胞の増殖を防ぎます。

オートファジーは細胞質内で起こり、核の破壊に先立って特定の順序で細胞小器官を食い尽くす大きな液胞の形成を特徴とする。[9] マクロオートファジーはオートファジーとも呼ばれ、細胞質内容物の大部分、異常なタンパク質凝集体、過剰または損傷した細胞小器官のオートファゴソーム-リソソーム分解をもたらす異化プロセス^である。オートファジーは一般に栄養欠乏の状態によって活性化されるが、発達、分化、神経変性疾患、ストレス、感染症、癌などの生理学的プロセスだけでなく病理学的プロセスにも関連している。

プログラム細胞死の他の経路も発見されている。^[10]「非アポトーシス性プログラム細胞死」（または「カスパーゼ非依存性プログラム細胞死」）と呼ばれるこれらの代替死経路は、アポトーシスと同様に効率的であり、バックアップメカニズムまたはPCDの主なタイプとして機能することができる。

プログラム細胞死の形態としては、誘導以外はアポトーシスとほぼ同じであるアノイキス、眼に特有の細胞死の形態である角化、興奮毒性、鉄依存性細胞死の形態であるフェロトーシス^[11]、およびワラー変性などがある。

植物細胞は、オートファジーによる細胞死に似た PCD の特定のプロセスを経ます。ただし、PCD のいくつかの共通特徴は、植物と後生動物の両方で高度に保存されています。

活性化誘導細胞死（AICD）は、Fas受容体（Fas、CD95）とFasリガンド（FasL、CD95リガンド）の相互作用によって引き起こされるプログラム細胞死です。^[12]これは、特定のT細胞受容体（TCR）の繰り返し刺激の結果として発生し、末梢免疫寛容を維持するのに役立ちます。^[13] したがって、プロセスの変化は自己免疫疾患につながる可能性があります。^[12]言い換えれば、AICDは活性化Tリンパ球の負の調節因子です。

虚血性細胞死、または腫瘍症は、偶発的または受動的な細胞死の一種であり、しばしば致命的な傷害とみなされます。このプロセスは、ミトコンドリアの 腫脹、細胞質の 空胞化、および核と細胞質の腫脹によって特徴付けられます。^[14]

有糸分裂破局は、細胞が未熟または不適切に有糸分裂に入ることで細胞死につながる腫瘍抑制メカニズムです。^{[15]これは、}電離放射線や他の多くの抗癌治療 にさらされた癌細胞における最も一般的な細胞死のモードです。 ^[16]

免疫原性細胞死または免疫原性アポトーシスは、アントラサイクリン、オキサリプラチン、ボルテゾミブなどの細胞増殖抑制剤、または放射線療法や光線力学療法（PDT）によって引き起こされる細胞死の一種です。^[17]

ピロプトーシスは、細胞内病原体の感染時に最も頻繁に発生する、非常に炎症性の高いプログラム細胞死であり、骨髄細胞における抗菌反応の一部を形成する可能性が高い。^[3]

PANoptosisは、他の細胞死経路の要素を統合したユニークな炎症性細胞死経路です。PANoptosisの生物学的効果の全体は、パイロプトーシス、アポトーシス、またはネクロプトーシスのみで個別に説明することはできません。PANoptosisは、PANoptosomesと呼ばれる多面的な高分子複合体によって制御されます。^[18]

貪食とは、生きた細胞が別の細胞（通常は食細胞）に貪食（つまり食べられる）されて細胞死が起こることであり、その結果、貪食された細胞は死に、消化される。貪食は、病原性、癌性、老化、損傷、または必要量を超えた細胞に起こる可能性がある。^[19]

壊死は、外傷や感染などの外力によって細胞がひどく損傷された細胞死であり、いくつかの異なる形態で発生します。それは、細胞が死んだ後に起こることの総和です。^[20]壊死では、細胞が腫れ、続いて細胞膜が制御不能に破裂し、細胞の内容物が排出されます。これらの細胞の内容物は、多くの場合、近くの細胞に炎症を引き起こします。^[21]プログラム壊死の一種であるネクロプトーシスは、プログラム細胞死の別の形態として認識されています。アポトーシスシグナルがウイルスや突然変異などの内因性または外因性因子によってブロックされた場合、ネクロプトーシスはアポトーシスに対する細胞死のバックアップとして機能する可能性があると仮定されています。ネクロプトーシス経路は、腫瘍壊死因子受容体1などの死の受容体に関連しています。^[21] 細胞死の識別は、以前は形態に基づいて分類されていましたが、近年、分子および遺伝学的条件に切り替えられました。

• プログラム細胞死1、タンパク質
• 腫瘍壊死因子1
• 細胞死電子書籍（Rockland Immunochemicals 著）
• 細胞アナスタシス