神経系における細胞死の役割とその調節機構―選択的細胞死を中心に

Programmed Cell Death in the Nervous System

はじめに

　多種多様な神経系細胞を産生し，成熟させ，精巧な神経回路網を完成していく過程では，高次機能を発現するうえで必要とされる細胞の生存を保証するのみならず，その他の数多くの細胞を細胞死により除去することが必須である。ひとたび細胞の生死決定機構が破綻すると，場合によっては重篤な神経障害を惹起する。

　細胞死は一見すると消極的な現象として映るうえに，組織から除去されるまでの一連の過程があまりにも速やかに進行してしまうために，観察するのが極めて難しく，長い間未開拓な状態が続いていた。しかし，細胞死を実行する遺伝子ced-3/カスパーゼの存在が明らかとなり，状況は一変する。線虫やショウジョウバエを用いた遺伝学的手法や，哺乳類培養細胞を用いた分子生物学的アプローチにより，細胞死の制御因子が次々と同定された。さらに，近年の目覚ましい実験技術の向上により，個体レベルで細胞死を操作し，生理学的意義を探ることが可能となった。発生の特定の時期にはゲノムの品質をチェックする機構が厳密に働き，損傷を受けた細胞を的確に除去する機能が遂行される。一方で，時には組織形成に関わる因子が，また時には高次機能を担う因子が細胞死制御因子に作用し，細胞の生死決定を通じて細胞社会の個性を【創】出する。死にゆく細胞が周りの細胞の増殖を誘導する事例も報告されており，細胞死は発生現象を支配する積極的なイベントとして捉えることができる。本稿では，神経細胞死の中でも特に，特定細胞に対して選択的に引き起こされる細胞死に焦点を当て，最近明らかにされたその調節機構と生理学的意義を概説する。

Abstract

　Programmed cell death (PCD) or apoptosis has crucial roles in the development of the nervous system and in tissue homeostasis.　It is generally assumed that about half of the neurons are lost before completion of the neural architecture during development.　Neurotrophic cell death in innervating neurons matches the number of neurons to the size of their target field.　Damaged and potentially harmful cells are induced to apoptosis.　The loss of developing neural cells is involved in the morphogenetic sculpting of the early nervous system and the creation of sexually dimorphic structures.　PCD also eliminates pioneer neurons that serve transient functions, such as those that navigate in an environment devoid of other axons.　Dysregulation of cell death programmes can feature in developmental and neoplastic disorders of the nervous system, including various neurodegenerative diseases.

　PCD is ultimately difficult process to measure because of their rapidly degradation by neighbors in a few hours or less.　The molecular basis underlying why only certain cells are selected to die at adequate stage and how PCD is integrated with other biological processes are largely unknown.　However, recent genetic studies in Drosophila and mice provide new insights into the regulatory system of cell death and survival pathway in vivo.　This review describes the current knowledge about the significance and mechanisms of selective cell death in the nervous system.