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虚血性細胞死、またはオンコーシスは、偶発的な細胞死の一種です。このプロセスは、細胞内のATP枯渇によってイオンポンプが機能不全に陥り、細胞が膨張し、細胞質が透明化し、小胞体とゴルジ体が拡張し、ミトコンドリアが凝縮し、クロマチンが凝集し、細胞質に膨隆が生じることを特徴としています。[ 1 ]オンコーシスとは、細胞死に先行する損傷後の一連の細胞反応を指します。オンコーシスのプロセスは3つの段階に分けられます。まず、毒性または虚血によって細胞膜が損傷を受けた結果、ATP枯渇によりイオンと水が漏出し、細胞はオンコーシスへと向かいます。[ 1 ]その後に起こるイオンバランスの崩れにより、膜透過性が同時に変化することなく細胞が膨張します。[ 1 ]第2段階では、細胞の可逆性の閾値を超え、細胞は細胞死へと向かう。この段階では、膜がトリパンブルーとヨウ化プロピジウムに対して異常な透過性を示し、膜の損傷が示される。[ 1 ]最終段階は細胞死であり、炎症反応によって媒介される貪食作用によって細胞が除去される。[ 2 ]
虚血性細胞死は、この過程の正式な名称ですが、既知のモデルでは影響を受けた細胞が異常に大きなサイズに膨張することから、オンコーシスという別名も導入されました。これは、細胞膜のイオンポンプの機能不全が原因と考えられています。オンコーシスという名称（ónkos（大きい）とónkosis （膨張）に由来）は、1910年に病理学者フリードリヒ・ダニエル・フォン・レックリングハウゼンによって初めて導入されました。[ 3 ]
オンコーシスとアポトーシスは、細胞死の異なるプロセスです。オンコーシスは、イオン輸送体の機能不全によって引き起こされる細胞の膨張を特徴とします。アポトーシス、すなわちプログラム細胞死は、細胞サイズの縮小と核濃縮から始まり、細胞の出芽と核崩壊、そしてサイズ減少によるマクロファージまたは近隣細胞による貪食へと続く一連の細胞収縮プロセスを伴います。 [ 3 ]アポトーシス細胞の貪食による除去は、近隣細胞に炎症反応を引き起こす可能性のある細胞残骸の放出を防ぎます。これとは対照的に、オンコーシスにおける膜破壊に伴う細胞内容物の漏出は、しばしば近隣組織に炎症反応を引き起こし、さらなる細胞損傷を引き起こします。[ 3 ]さらに、アポトーシスと細胞内小器官の分解は、カスパーゼ活性化、特にカスパーゼ-3によって媒介されます。[ 4 ]オリゴヌクロソームDNA断片化は、カスパーゼ-3による酵素阻害因子ICADの切断に続いて、カスパーゼ活性化デオキシリボヌクレアーゼによって開始される。[ 5 ]対照的に、オンコティック経路はカスパーゼ-3非依存性であることが示されている。[ 1 ]
オンコーシス経路またはアポトーシス経路を介して起こる細胞死の主な決定因子は、細胞内ATPレベルです。アポトーシスは、エネルギー依存性アポトソームを形成するためにATPレベルに依存します。オンコーシスでのみ見られる特徴的な生化学的イベントは、細胞内ATPの急速な枯渇です。[ 6 ]細胞内ATPの欠乏は、損傷した細胞膜内のナトリウムおよびカリウムATPaseの不活性化をもたらします。細胞膜でのイオン輸送の欠如は、細胞内にナトリウムイオンと塩化物イオンの蓄積とそれに伴う水の流入につながり、オンコーシスの特徴的な細胞膨張に寄与します。[ 7 ]アポトーシスと同様に、オンコーシスは遺伝的にプログラムされており、 HeLa細胞における脱共役タンパク質-2（UCP-2）の発現レベルに依存することが示されています。 UCP-2 レベルの上昇はミトコンドリア膜電位の急速な低下を引き起こし、ミトコンドリアNADHおよび細胞内 ATP レベルを低下させ、オンコーシス経路を開始させる。抗アポトーシス遺伝子産物 Bcl-2 は UCP-2 によって開始される細胞死の活性阻害剤ではないため、オンコーシスとアポトーシスは異なる細胞死メカニズムとして区別される。[ 8 ]