「リソソーム」の版間の差分

　リソソームの主な機能は、生体高分子の分解と再利用である。エンドサイトーシスの飲作用（ピノサイト―シス）による細胞外成分や細胞膜成分の分解は、[[wikipedia:JA:ターンオーバー (生物)|代謝回転]]、栄養供給などに重要である。[[wikipedia:JA:上皮成長因子|上皮増殖因子]]（[[wikipedia:Epidermal growth factor|EGF]]）やその受容体（EGFR）などの分解は、[[wikipedia:JA:シグナル伝達|シグナル伝達]]を遮断するうえで重要である。エンドサイトーシスの食作用（ファゴサイトーシス）による病原体、異物、[[アポトーシス]]細胞などの分解は、生体防御、[[wikipedia:JA:抗原提示|抗原提示]]、[[wikipedia:JA:自己免疫疾患|自己免疫疾患]]抑制などに重要である。マクロオートファジーによるサイトゾル成分や細胞小器官の分解は、細胞内の代謝回転、品質管理、飢餓時の栄養供給、抗原提示などに重要である。

　リソソームは細胞内の分解装置としてだけでなく、他にも様々な機能を有している。リソソームの[[エキソサイト―シス]]は、損傷した細胞膜の修復、[[細胞外マトリックス]]の分解などに関与する。またリソソーム膜の透過性亢進と細胞死との関連も報告されている。

　リソソームは細胞内の栄養状態（アミノ酸など）を感知する場としても重要である。[[wikipedia:JA:MTOR|mTORC1]]複合体は細胞内のアミノ酸濃度を感知して、細胞成長・代謝・タンパク質合成などの様々な細胞機能を制御する重要なシグナル因子であるが、その活性化はリソソーム膜上で起こる<ref name="ref8"><pubmed> 20381137 </pubmed></ref>。mTORC1複合体は低栄養条件下では不活性型として細胞質に存在するが、細胞内のアミノ酸濃度が上昇すると、リソソーム膜上の活性型[[wikipedia:RRAGA|Rag]]複合体（[[wikipedia:JA:グアノシン三リン酸|GTP]]型RagA/B、[[wikipedia:JA:グアノシン二リン酸|GDP型]]RagC/D）と結合することでリソソームへ移行し、活性化される。Rag複合体はRagulatorと呼ばれるリソソーム膜タンパク質を含む複合体（p14、MP1、p18）を介してリソソーム膜上に恒常的に局在している<ref name="ref8" />。

　さらに細胞内のアミノ酸濃度を感知するセンサータンパク質の多くもリソソーム膜上に局在する。ロイシルtRNA合成酵素（[[wikipedia:leucyl-tRNA synthetase|leucyl-tRNA synthetase]]）は細胞内の[[wikipedia:JA:ロイシン|ロイシン]]濃度が上昇すると細胞質からリソソームへ移行し、Rag複合体を活性化する<ref name="ref9"><pubmed> 22424946 </pubmed></ref>。その際、ロイシルtRNA合成酵素はRag複合体と直接結合し、RagDの[[wikipedia:JA:低分子量GTPアーゼ|GTPase活性化タンパク質（GAP）]]として機能することでRag複合体を活性型に変換し、mTORC1複合体をリソソームへ移行させる。ロイシルtRNA合成酵素は酵母でも保存されており、液胞膜上でのロイシン依存的なTOR活性化に必要である<ref name="ref10"><pubmed> 22500735 </pubmed></ref>。一方、リソソーム内腔のアミノ酸が液胞型プロトンポンプの構造変化を介してRag複合体やmTOR複合体の活性を制御するという報告もある<ref name="ref11"><pubmed> 22053050 </pubmed></ref>。したがって、リソソーム自体が積極的に細胞機能を制御している可能性も示唆されている。

| Ⅰ型(ハーラー症候群、[[wikipedia:Hurler syndrome|Hurler/Scheie syndrome]])  

| Ⅱ型(ハンター症候群、[[wikipedia:Hunter syndrome|Hunter syndrome]])

| ⅢA型(サンフィリッポ症候群A型、[[wikipedia:Sanfilippo syndrome|Sanfilippo syndrome]] type A)

| ⅢB型(サンフィリッポ症候群B型、[[wikipedia:Sanfilippo syndrome|Sanfilippo syndrome]] type B)

| ⅢC型(サンフィリッポ症候群C型、[[wikipedia:Sanfilippo syndrome|Sanfilippo syndrome]] type C)

| ⅢD型(サンフィリッポ症候群D型、[[wikipedia:Sanfilippo syndrome|Sanfilippo syndrome]] type D)

| ⅣA型(モルキオ症候群A型、[[wikipedia:Morquio syndrome|Morquio syndrome]] type A)

| ⅣB型(モルキオ症候群B型、[[wikipedia:Morquio syndrome|Morquio syndrome]] type B)

| Ⅵ型(マロトー・ラミー症候群、[[wikipedia:Maroteaux–Lamy syndrome|Maroteaux-Lamy syndrome]])

| Ⅶ型(スライ病、[[wikipedia:Sly syndrome|Sly disease]])

| アスパルチルグルコサミン尿症([[wikipedia:Aspartylglucosaminuria|Aspartylglucosaminuria]])

| フコシドーシス([[wikipedia:Fucosidosis|Fucosidosis]])

| α-マンノシドーシス([[wikipedia:Alpha-mannosidosis|α-Mannosidosis]])

| β-マンノシドーシス([[wikipedia:Beta-mannosidosis|β-Mannosidosis]])

| シンドラー病 (神崎病、[[wikipedia:Schindler disease|Schindler disease]])

| シアリドーシス(ムコ脂質症I型、[[wikipedia:Sialidosis|Sialidosis]]、[[wikipedia:Mucolipidosis|Mucolipidosis]] type 1)

| ガラクトシアリドーシス([[wikipedia:Galactosialidosis|Galactosialidosis]])

|ニーマン・ピック病A型/B型([[wikipedia:Niemann-Pick disease, SMPD1-associated|Niemann-Pick disease type A & B]])

|GM1ガングリオシドーシス([[wikipedia:GM1 gangliosidoses|GM1 gangliosidoses]])

|GM2ガングリオシドーシス([[wikipedia:GM2 gangliosidoses|GM2 gangliosidoses]]、[[wikipedia:Sandhoff disease|Sandhoff disease]])

|クラッベ病([[wikipedia:Krabbe disease|Krabbe disease]])

|異染性白質ジストロフィー([[wikipedia:Metachromatic leukodystrophy|Metachromatic leukodystrophy]])

|ファーバー病([[wikipedia:Farber disease|Farber disease]])

|乳児型(I型)神経セロイドリポフスチノーシス([[wikipedia:Infantile neuronal ceroid lipofuscinosis|Infantile neuronal ceroid lipofuscinosis (NCL)]]、[[wikipedia:Santavuori-Haltia disease|Santavuori-Haltia disease]])

|コレステロールエステル蓄積症([[wikipedia:Cholesteryl ester storage disease|Cholesterol ester storage disease]]、[[wikipedia:Wolman disease|Wolman disease]])

|colspan="2" | '''グリコーゲンの分解障害([[wikipedia:JA:糖原病|糖原病]]、[[wikipedia:Glycogen storage disease|Glycogen storage disease]])'''

|濃化異骨症([[wikipedia:Pycnodysostosis|Pycnodysostosis]])

|[[wikipedia:Cathepsin K|Cathepsin K]]

|マルチプルスルファターゼ欠損症([[wikipedia:Multiple sulphatase deficiency|Multiple sulphatase deficiency]])

|ムコ脂質症Ⅱ型(I細胞症、[[wikipedia:Mucolipidosis|Mucolipidosis]] type 2、[[wikipedia:I-cell disease|I-cell disease]])

|ムコ脂質症Ⅲ型([[wikipedia:Mucolipidosis|Mucolipidosis]] type 3、[[wikipedia:Pseudo-Hurler polydystrophy|Pseudo-Hurler polydystrophy]])

|ムコ脂質症Ⅳ型([[wikipedia:Mucolipidosis|Mucolipidosis]] type 4)

|遊離シアル酸蓄積症([[wikipedia:Salla disease|Sialic acid storage disorder]]、[[wikipedia:Salla disease|Salla disease]])

|ニーマン・ピック病C型([[wikipedia:Niemann-Pick disease, type C|Niemann-Pick disease type C]])

|ダノン病(糖原病ⅡB型、[[wikipedia:Danon disease|Danon disease]]、[[wikipedia:Glycogen storage disease|Glycogen storage disease]] type IIB)

|ヘルマンスキー・パドラック症候群([[wikipedia:Hermansky–Pudlak syndrome|Hermansky-Pudlak syndrome]])

|チェディアック・東症候群([[wikipedia:Chédiak–Higashi syndrome|Chédiak-Higashi syndrome]])

　リソソーム関連オルガネラ（lysosome-related organelle）は、リソソームの性質の一部を保持しながらも、細胞特異的に特殊な機能を担うようになったオルガネラである<ref name="ref14"><pubmed> 10877819 </pubmed></ref>。リソソーム関連オルガネラの機能は主に生理活性物質の貯蓄、活性化、分泌である。制御性分泌(regulated secretion)を担うリソソーム関連オルガネラは[[wikipedia:JA:分泌型リソソーム|分泌型リソソーム]]（secretory lysosome）とも呼ばれる。チェディアック・東症候群（[[wikipedia:Chédiak–Higashi syndrome|Chédiak-Higashi syndrome]]）やヘルマンスキー・パドラック症候群（[[wikipedia:Hermansky–Pudlak syndrome|Hermansky-Pudlak syndrome]]）などの疾患では、リソソームだけでなくリソソーム関連オルガネラの一部も機能障害を来たすことが報告されている<ref name="ref14" />。以下、代表的なリソソーム関連オルガネラの例を挙げる。

　[[wikipedia:JA:メラノソーム|メラノソーム]](melanosome)は[[wikipedia:JA:メラニン細胞|メラノサイト]]、[[wikipedia:JA:虹彩|虹彩]]色素上皮細胞、[[wikipedia:JA:網膜|網膜]]色素上皮細胞に存在する。内腔はpH5前後に酸性化されており、加水分解酵素やLAMP-1/2などを有する<ref name="ref14" />。メラノソームには[[wikipedia:JA:メラニン|メラニン]]色素が蓄積されており、[[エキソサイト―シス]]によって細胞外に放出される。放出された色素は皮膚ではケラチノサイトに取り込まれる。

　溶菌性顆粒（lytic granule）は[[wikipedia:JA:細胞傷害性T細胞|細胞傷害性T細胞]]、[[wikipedia:JA:ナチュラルキラー細胞|NK細胞]]に存在する。内腔はpH5.1-5.4に酸性化されており、加水分解酵素やLAMP-1/2などを有する。溶菌性顆粒はパーフォリンやグランザイムなどを含んでおり、標的細胞（ウィルス感染細胞や腫瘍細胞など）に放出することでそれらを破壊する。溶菌性顆粒に含まれるカテプシンCは、グランザイム前駆体のプロセッシングと活性化に必要である。

　血小板密顆粒（platelet-dense granule、delta granule）は[[wikipedia:JA:血小板|血小板]]、[[wikipedia:JA:巨核球|巨核球]]に存在する。内腔はpH6前後に酸性化されており、LAMP-2などを有する。血小板密顆粒は[[wikipedia:JA:カルシウム|カルシウム]]、[[wikipedia:JA:セロトニン|セロトニン]]、[[wikipedia:JA:アデノシン二リン酸|ADP]]、[[wikipedia:JA:アデノシン三リン酸|ATP]]、[[wikipedia:JA:二リン酸|ピロリン酸]]などを含んでおり、それらの分泌は[[wikipedia:JA:血液凝固|血液凝固反応]]に重要である。

　[[wikipedia:JA:クリスチャン・ド・デューブ|ド・デューブ]]はリソソームに選択的に取り込まれ薬効を発揮する薬剤のコンセプトを1974年に考案し、その性質を[[wikipedia:lysosomotropism|lysosomotropism]]、その性質を持つ薬剤をlysosomotropic agentと名付けた<ref name="ref15"><pubmed> 4606365 </pubmed></ref>。これらの薬剤の多くはリソソーム（酸性コンパートメント）内に到達するとプロトン化され電荷を帯びるため、膜透過性が低下し、リソソーム内に蓄積する。リソソーム内の薬剤濃度は細胞外の約100-1000倍に達するため、しばしば浸透圧膨張によってリソソームの空胞化(vacuolation)を引き起こす。[[wikipedia:JA:塩化アンモニウム|塩化アンモニウム]]（ammonium chloride、NH4Cl）、[[wikipedia:JA:クロロキン|クロロキン]]（chloroquine）、[[wikipedia:JA:メチルアミン|メチルアミン]]（methylamine、CH3NH2）などの弱塩基[[wikipedia:JA:アミン|アミン]]は、リソソームのpHを上昇させ、リソソーム機能を抑制する。

　[[wikipedia:JA:システインプロテアーゼ|システインプロテアーゼ]]阻害剤としては[[wikipedia:E-64|E64d]]（不可逆的阻害）、[[wikipedia:Pepstatin|pepstatin A]]（可逆的阻害）などがある。システイン・セリン・スレオニンプロテアーゼ阻害剤としては[[wikipedia:Leupeptin|leupeptin]]（可逆的阻害）などがある。