細胞死研究の最前線—制御されたネクローシス（ネクロプトーシス）—
東邦大学医学部生化学講座	  中野	  裕康Tumor necrosis factor(TNF) αは腫瘍壊死因子と日本語に訳されるが、皮肉なことに TNFαにより誘導されるネクローシスの分子メカニズムの大枠が解明されたのはごく最近のことである。長らくアポトーシスは計画的細胞死（プログラム細胞死）あるいは制御された細胞死と同義語のように扱われてきたのとは対照的に、ネクローシスは偶発的な細胞死（アクシデンタルセルデス）と考えられてきた。1998 年にベルギーの Vandenabeele らは L929 とよばれるマウス線維肉腫を TNFαで処理するとネクローシス様の形態で死ぬ事、またその細胞死は予想外な事にカスパーゼ阻害剤で逆に促進されることを報告した(Vercammen et al., 1998)。しかし、当時の多くの研究者は TNFαでネクローシスが誘導されるのは、L929 のような特殊な腫瘍細胞だけであり、制御された細胞死の中にカスパーゼ非依存性のネクローシスがあるとは考えていなかった。
事実ヒト子宮頚がん由来の HeLa 細胞は、TNFα +タンパク質合成阻害剤で典型的なアポトーシスが誘導され、その細胞死はカスパーゼ阻害剤で完全にブロックされる。一方 2000 年にスイスの Tschopp らは Jurkat 細胞の変異株を用いた研究からアポトーシスが抑制された細胞では RIPK1 と呼ばれる NF-κB の活性化に関与するキナーゼ依存性にネクローシスが誘導されるという論文を報告したが(Holler et al., 2000)、この話もどれだけ普遍性のある現象なのかについて疑問を抱かれていた。
TNFαにより誘導されるネクローシスの研究はその後しばらくの間大きな進捗はみせなかったが、2005 年に米国の Yuan らがネクロスタチン-1 という化合物が Jurkat 細胞で見られる TNFα依存性のネクローシスを抑制することを見出し(Degterev et al., 2005)、その後ネクロスタチン１の標的が RIPK1 であることが判明し(Degterev et al., 2008)、この RIPK1→ネクローシス（以下ネクロプトーシスと略す）という経路が一躍注目を浴びることになった。さらに米国の Wang らが 2009 年に TNFα依存性のネクロプトーシスの実行因子の一つが RIPK3 と呼ばれる RIPK1 と相同性を有するキナーゼであることを報告し(He et al., 2009)、TNFαからネクロプトーシスに至る経路に進歩がもたらされた。現在では RIPK1→RIPK3→MLKL へと連続的にリン酸化が誘導され、リン酸化された MLKL（シュードキナーゼドメインを持つアダプター分子）が細胞膜で孔（ポア）を形成することによりネクロプトーシスが実行されるというモデ ル が 提 唱 さ れ て い る (Vanden Berghe et al., 2014; Pasparakis andVandenabeele, 2015)。興味深いことに前述したアポトーシスしか誘導されない
HeLa 細胞は RIPK3 の発現が欠損していることがその後の解析により明らかとなった。
一方で TNF 研究に従事する研究者達の長年の大きな謎の一つは、1998〜2000 年に報告された Fadd, カスパーゼ 8、cFlip などの外因性アポトーシス経路に関与する遺伝子の欠損マウスがなぜ胎生 10.5 日で致死となるかについてであった(Yeh et al., 2000; Varfolomeev et al., 1998; Zhang et al., 1998)。この謎はネクロプトーシスに関与する Ripk1 あるいは Ripk3 の欠損マウスとこれらの遺伝子欠損マウスとを交配すると胎生致死の表現型がレスキューされることで明らかにされ、2011 年に Nature に同時に３報の論文が掲載された(Kaiser etal., 2011; Oberst et al., 2011; Zhang et al., 2011)。つまり、外因性アポトーシ
ス経路に関与するこれらの遺伝子の欠損により発生過程で生じるであろうカスパーゼ 8 の活性化（これは推測であり本当に活性化されているかは不明）が阻害され、その結果 RIPK1/RIPK3 依存性のネクロプトーシスが誘導され胎生致死となることが遺伝学的に証明された。現在ではネクロプトーシスは、虚血再還流障害、ある種のウイルス感染の排除、薬剤誘導性膵炎の発症、古典的なインフラマソームの活性化などの様々な病態に関与していることが報告されている(Vanden Berghe et al., 2014; Pasparakis and Vandenabeele, 2015)。
このように制御された細胞死はアポトーシスだけではなく、ネクロプトーシス、ピロトーシス（須田の稿参照）、フェロトーシス(Dixon and Stockwell,2014)（今回は字数の関係で説明割愛）などの非アポトーシス細胞死が明らかとなってきており、今後はそれぞれの非アポトーシス細胞死の詳細な分子メカニズムの解明と並行して、非アポトーシス細胞死がどのような病態に関与するかを明らかにすることが重要であろう。それらの解析を通してある病態の治療にはその病態に関与する細胞死を選択的に抑制するような新たな治療法の開発が期待できると考えられる。今回採択された新学術領域「ダイイングコード」の領域内外の共同研究を通して、非アポトーシス細胞死の研究が日本国内において飛躍的に進むことが期待される。

TNF induces both apoptosis and programmed necrosis

TNF receptor

RIPK1
RIPK3
MLKL

NF- BCaspase 8ProgrammedNecrosis(Necroptosis)

Cell survival
Anti-apoptotic genes
0UÅHTTH[VY`J`[VRPULZ

Apoptosis

図 1. TNFαはアポトーシスとネクロプトーシスを誘導する。

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