「エンドソーム」の版間の差分

　エンドソームは[[エンドサイトーシス]]によって細胞内へと取り込まれた様々な物質の選別・分解・再利用などを制御する[[オルガネラ]]の総称である。エンドソームは形態的な特徴や機能的な特徴をもとに、初期エンドソーム（early endosome）<ref name=ref1><pubmed>20110990</pubmed></ref> <ref name=ref2><pubmed>21955996</pubmed></ref>・後期エンドソーム（late endosome）<ref name=ref3><pubmed>18502633</pubmed> </ref><ref name=ref4><pubmed>21878991</pubmed></ref>・リサイクリングエンドソーム（recycling endosome）<ref name=ref5><pubmed>16636069</pubmed></ref> <ref name=ref6><pubmed>19696797</pubmed></ref>に大別される。エンドソームは膜輸送の中継地点として機能することで細胞内の物質輸送を司ることから、神経機能をはじめとする様々な生命現象において重要な役割を果たしている。

　初期エンドソームは、エンドサイトーシスされた物質を選別する場として機能するオルガネラである<ref name=ref1><pubmed>20110990</pubmed></ref> <ref name=ref2><pubmed>21955996</pubmed></ref>。このため、初期エンドソームは選別エンドソーム（sorting endosome）とも呼ばれている。エンドサイトーシスによって細胞内へと取り込まれた物質は、まず細胞辺縁部に存在する初期エンドソームへと輸送される。初期エンドソームを起点として、分解される物質は分解経路へと、[[細胞膜]]で再利用される物質はリサイクリング経路へと選別されていく。分解経路へと選別される物質としては[[受容体型チロシンキナーゼ]]のような[[シグナル伝達因子受容体]]が良く知られており、モノ[[ユビキチン化]]などが選別のシグナルとして用いられている。一方、リサイクリング経路へと選別される物質としては[[インテグリン]]や[[カドヘリン]]といった[[接着因子]]などが知られているが、選別のシグナルについては未だ良くわかっていない。また、初期エンドソームはエンドサイトーシスされた受容体を用いることでシグナル伝達の場としても機能することがあるため、[[シグナリングエンドソーム]]（signaling endosome）と呼ばれることもある<ref name=ref7><pubmed>19696798</pubmed></ref>。初期エンドソームを識別するためのマーカータンパク質としては、[[Rab#メンブレントラフィックを実行するRabエフェクター|Rab5]]や[[初期エンドソーム抗原-1]]（EEA-1）が有名である。

　後期エンドソームは、[[リソソーム]]と融合することで内容物を分解へと導くオルガネラである<ref name=ref3><pubmed>18502633</pubmed> </ref><ref name=ref4><pubmed>21878991</pubmed></ref>。初期エンドソームにおいて分解経路へと選別された物質は、後期エンドソームを介して最終的にリソソームで分解される。ただし、後期エンドソームは初期エンドソームが成熟したオルガネラであるため、分解される物質は膜輸送によって初期エンドソームから後期エンドソームへと輸送されるわけではない。後期エンドソームは初期エンドソームから成熟するにともない、[[プロトンポンプ]]の働きによって内腔の[[pH]]が低下するとともに、[[核]]近傍へと移動していく。さらに、後期エンドソームではシグナル伝達因子受容体のような[[膜貫通型タンパク質]]がモノユビキチン化などによって認識され、エンドソーム膜ごと内腔へとくびり取られる。このため、後期エンドソームの内部には多数の内腔小胞が存在することになり、後期エンドソームは多胞体（MVB: multivesicular body）とも呼ばれる。後期エンドソームがリソソームと融合すると、内腔小胞ごと膜貫通型のタンパク質も分解される。

　また、後期エンドソームはゴルジ体との間で膜輸送による物質のやり取りを行っているため、後期エンドソームはリソソームで働く分解酵素をゴルジ体からリソソームへと輸送するための中継オルガネラとしても機能している<ref name=ref8><pubmed>19879268</pubmed></ref>。後期エンドソームを識別するためのマーカータンパク質としては、[[Rab]]7や[[マンノース-6リン酸受容体]]（M6PR）が有名である。

　リサイクリングエンドソームは、エンドサイトーシスされた物質を再び細胞膜へと戻す過程を制御するオルガネラである）<ref name=ref5><pubmed>16636069</pubmed></ref> <ref name=ref6><pubmed>19696797</pubmed></ref>。初期エンドソームにおいてリサイクリング経路へと選別された物質は、初期エンドソームから直接、あるいは核近傍のリサイクリングエンドソームへと輸送されたのち、細胞膜へと戻され再利用される。このエンドサイトーシスによって細胞内へと取り込んだ物質を再び細胞膜へと戻す過程はendocytic recyclingと呼ばれているため、リサイクリングエンドソームはERC（endocytic recycling compartment）とも呼ばれる。リサイクリングエンドソームは、小胞やオルガネラの輸送過程においてレールとして機能する[[微小管]]の集合地点、微小管形成中心（MTOC: microtubule-organizingcenter）を取り囲むように存在しており、COS-1 細胞などでは初期エンドソームや後期エンドソームとは空間的な配置が明らかに異なる<ref name=ref9><pubmed>17606221</pubmed></ref>。この微小管形成中心を取り囲むようなリサイクリングエンドソームの配置は、ある方向から細胞内へと取り込んだ物質を別の異なる方向へと戻すendocytic recyclingに重要と考えられる。実際、リサイクリングエンドソームは、神経細胞のような[[極性]]を持つ細胞の極性輸送を制御するオルガネラとしても知られている。ただし、リサイクリングエンドソームを介してリサイクルされる物質の全てが極性をもってリサイクルされるわけではない。

　一方、神経細胞の移動・形態形成を制御する[[細胞接着因子]]であるβ1-インテグリンやN-カドヘリンは、エンドサイトーシスによって初期エンドソームへと輸送されたのち、リサイクリングエンドソームを介して再び細胞膜へと輸送される<ref name=ref15><pubmed>17058193</pubmed></ref>（図１）。このβ1-インテグリンやN-カドヘリンのendocytic recyclingは、神経細胞の移動・形態形成に必要な接着部位の再編成を行う上で重要と考えられている。実際、Rab5 依存的なN-カドヘリンの初期エンドソームへの輸送が損なわれると、大脳皮質の神経細胞の移動が阻害されることが報告されている<ref name=ref16><pubmed>20797536</pubmed></ref>。また、β1-インテグリンのリサイクリングエンドソームから細胞膜への輸送は、Rab11によって制御されており、Rab11 の機能が損なわれると神経細胞の形態形成に異常が生じることも報告されている<ref name=ref17><pubmed>20810886</pubmed></ref>。さらに、リサイクリングエンドソームを介する膜輸送は神経突起の形成・伸長過程を制御するだけでなく<ref name=ref18><pubmed>19540123</pubmed></ref><ref name=ref19><pubmed>17082457</pubmed></ref><ref name=ref20><pubmed>22344257</pubmed></ref><ref name=ref21><pubmed>22291024</pubmed></ref>、後シナプス内での神経伝達物質受容体のリサイクリングを制御することにより、長期増強などの記憶・学習にも関与することが明らかになっている<ref name=ref22><pubmed>18984164</pubmed></ref>。