ヘッジホッグシグナル伝達経路
この経路の名前はショウジョウバエで見つかったヘッジホッグ(Hh)と呼ばれるペプチド分子に基づくが、この分子はショウジョウバエの胚の極性を決める遺伝子(セグメントポラリティー遺伝子)の1種である。ヘッジホッグは後期の胚発生や変態でも重要な役割を担っている。
哺乳類ではソニック・ヘッジホッグ、インディアン・ヘッジホッグ、デザート・ヘッジホッグの3種類のヘッジホッグホモログが知られているが、一番研究されているのは全身に発現が見られるソニック・ヘッジホッグである。ヘッジホッグシグナルは脊椎動物においても胚発生で重要な役割を担っており、例えば、この経路を構成する遺伝子を欠くノックアウトマウスでは、脳や骨、消化管、肺をうまく形成することが出来ないことが知られている。近年の研究によるとヘッジホッグシグナルは体性幹細胞の制御に関わっており、成人組織の維持や再生でも働いているとされる。加えて、腫瘍の進展にもこのシグナルが関係していることがわかってきており、製薬会社はヘッジホッグシグナルを標的とした抗腫瘍薬の開発に力を入れている。
ヘッジホッグシグナルの増強はSnailの発現を高めるとともにE-カドヘリンや密着結合を弱める 。加えて、血管新生にも関わっており、これらにより遠隔転移に有利な環境が生まれるようである。
これらの細胞では、Shhのシグナルが自己分泌(オートクリン)の形式により分泌され細胞外でのリガンド拡散により濃度勾配が形成される。そしてDISP(Dispatched)がない条件下でその濃度勾配に従いこれらの指が正常に発達するのであり、すなわち、どれがどの指になるかはShhにどれだけ長い時間さらされたかで決定される。具体的には、一番後ろ側にある第5指が最も長く、第4指がそれより短く、第3指がさらにそれより短い時間Shhにさらされる一方、第2指はShhのわずかな細胞外濃度にさらされているのみである。それに対し第1指はShhを必要とせず、これはある意味で肢芽細胞のプログラムの初期設定値ともいえる。
ヘッジホッグシグナルは発生段階にとどまらず、成体においても重要な役割を担っている。ソニック・ヘッジホッグは、造血幹細胞や、乳腺や神経系の幹細胞など様々な組織の体性幹細胞を増殖に導くことが知られている。このほか、毛包が休止期から成長期に移行する際にもヘッジホッグシグナルが必要となる。