細胞内シグナル伝達・とは?をやさしく解説する入門ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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細胞内シグナル伝達・とは?をやさしく解説する入門ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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岡田 康介

名前:岡田 康介(おかだ こうすけ) ニックネーム:コウ、または「こうちゃん」 年齢:28歳 性別:男性 職業:ブロガー(SEOやライフスタイル系を中心に活動) 居住地:東京都(都心のワンルームマンション) 出身地:千葉県船橋市 身長:175cm 血液型:O型 誕生日:1997年4月3日 趣味:カフェ巡り、写真撮影、ランニング、読書(自己啓発やエッセイ)、映画鑑賞、ガジェット収集 性格:ポジティブでフランク、人見知りはしないタイプ。好奇心旺盛で新しいものにすぐ飛びつく性格。計画性がある一方で、思いついたらすぐ行動するフットワークの軽さもある。 1日(平日)のタイムスケジュール 7:00 起床:軽くストレッチして朝のニュースをチェック。ブラックコーヒーで目を覚ます。 7:30 朝ラン:近所の公園を30分ほどランニング。頭をリセットして新しいアイデアを考える時間。 8:30 朝食&SNSチェック:トーストやヨーグルトを食べながら、TwitterやInstagramでトレンドを確認。 9:30 ブログ執筆スタート:カフェに移動してノートPCで記事を書いたり、リサーチを進める。 12:30 昼食:お気に入りのカフェや定食屋でランチ。食事をしながら読書やネタ探し。 14:00 取材・撮影・リサーチ:街歩きをしながら写真を撮ったり、新しいお店を開拓してネタにする。 16:00 執筆&編集作業:帰宅して集中モードで記事を仕上げ、SEOチェックやアイキャッチ作成も行う。 19:00 夕食:自炊か外食。たまに友人と飲みに行って情報交換。 21:00 ブログのアクセス解析・改善点チェック:Googleアナリティクスやサーチコンソールを見て数字を分析。 22:00 映画鑑賞や趣味の時間:Amazonプライムで映画やドラマを楽しむ。 24:00 就寝:明日のアイデアをメモしてから眠りにつく。


細胞内シグナル伝達とは何か

私たちの体は毎日さまざまな刺激を受け取り、それに応じて動く必要があります。食べ物の成分を利用したり、外からの危険信号を察知したり。そんなとき活躍するのが細胞内シグナル伝達です。ここでは細胞内シグナル伝達がどんなものか、基本のしくみをわかりやすく解説します。

細胞は外部の情報を受け取ると、まず受容体と呼ばれる分子が働きます。受容体は細胞の表面や細胞内にあり、信号の“入り口”です。受容体に信号が届くと、次の段階へ伝えるための“伝達経路”が始まります。

受容体に信号が届くと、セカンドメッセンジャーと呼ばれる小さな分子が内部で増え、さらに多くの分子へ信号を伝えます。代表的なものには cAMPCa2+IP3 などがあります。

伝達経路は連鎖して進み、最終的に細胞の反応を決める遺伝子のON/OFFや代謝の変化、筋肉の収縮、分泌などを引き起こします。これらはすべて、細胞内シグナル伝達の働きのおかげです。

代表的な経路

able>経路名概要役割の例cAMP経路受容体が活性化されるとアデニル酸シクラーゼが働き、細胞内のcAMPが増える。代謝の調整や遺伝子の発現変更を引き起こす。Ca2+経路IP3などを介して細胞内Ca2+が増え、さまざまなタンパク質と結合して反応を始める。筋収縮、分泌、酵素活性の変化に関与。MAPK経路一連のキナーゼの連鎖反応でERKやJNK、p38などが活性化され、情報が細胞核へ伝わる。細胞成長、分化、ストレス応答を調整。JAK-STAT経路サイトカインなどの信号によりJAKが活性化され、STATが核へ移動して遺伝子を調節。免疫応答や細胞分化の制御に関与。ble>

この仕組みの魅力は、同じ信号でも細胞の種類や状況によって反応が変わることです。細胞内シグナル伝達は生命の基本的な動作を支える大切なしくみです。

身近な例で考えると、運動時に心臓が速く打つのは、細胞内シグナル伝達の結果です。私たちの体は、受容体が信号を受け取り、セカンドメッセンジャーが内部の信号を増幅し、最終的に心臓の筋肉を動かす、という連鎖を繰り返しています。

このように、細胞内シグナル伝達は生命の基本的な動作を支える重要な仕組みです。適切に働くことで健康が保たれ、誤作動が起きると病気の原因にもなり得ます。研究者はこの複雑な連鎖を理解し、病気の治療法を開発する手がかりを探しています。

なお、シグナルの経路はとても多様で、互いに交差したり、細胞の状態で使われる経路が変化したりします。そのため、細胞内シグナル伝達を学ぶときは、まず基本的な考え方を押さえ、徐々に具体的な経路へ広げていくと理解が進みます。


細胞内シグナル伝達の同意語

細胞内シグナル伝達
細胞内で起こる信号伝達の総称。外部刺激を受けた後、分子間で情報を伝え、タンパク質活性の変化や遺伝子発現の調節など、細胞の応答を引き起こす一連の経路を指します。
細胞内信号伝達
細胞内で信号が伝わるしくみ。受容体からの刺激を受け、内部の分子が順次伝わって最終的な細胞反応へ結びつく過程です。
細胞内シグナル伝達経路
細胞内の分子が階段状に伝達される道筋。受容体から始まり、二次メッセンジャーを介して最終的な応答につながります。
細胞内信号伝達経路
細胞内で信号が伝わる経路のこと。内部の分子間で情報が連携して応答を決定します。
細胞内伝達経路
細胞内で伝達される信号の経路全体を指します。複数の分子が順次連携して信号を伝えます。
細胞内シグナル伝達系
細胞内でシグナルを伝える仕組みの総称。複数の経路が連携して細胞の機能を制御します。
細胞内シグナル伝達網
細胞内の信号伝達経路と結節点が網のようにつながったネットワーク。さまざまな経路が絡み合います。
細胞内シグナル伝達ネットワーク
細胞内の信号伝達の全体的なネットワーク構造。経路間の情報交換によって統合的な応答を生み出します。
細胞内伝達ネットワーク
細胞内で伝達される信号のネットワーク全体。複数の経路が相互作用します。
細胞内シグナル伝達経路網
複数のシグナル伝達経路が網のようにつながった経路体系。相互作用により高度な制御が可能です。
細胞内シグナル伝達機構
信号伝達の開始・伝達・応答を司る仕組み。シグナルの受容体・酵素・転写因子が連携します。
細胞内シグナル伝達メカニズム
信号を受け取り伝える具体的な仕組み。受容体の活性化、二次メッセンジャーの役割、タンパク質の修飾などを含みます。
細胞内情報伝達
細胞内で情報が伝わり、遺伝子発現や代謝などの応答を引き起こす仕組み。信号そのものは「情報」として伝えられます。
細胞内情報伝達経路
情報が細胞内で伝わる道筋。外部刺激が内部経路へと伝えられ、応答へつながります。
細胞内情報伝達系
細胞内の情報伝達を担う一連の仕組み群。複数の経路が相互作用します。
細胞内信号伝達網
細胞内の信号伝達経路が網のようにつながる構造。ノード(分子)とエッジ(相互作用)で構成されます。

細胞内シグナル伝達の対義語・反対語

細胞外シグナル伝達
細胞の外部で起こる信号伝達のこと。外部由来の分子が細胞膜の受容体に結合してシグナルが開始され、細胞内の反応へと伝わる経路を指します。
細胞間シグナル伝達
隣接する細胞同士が情報を伝える伝達のこと。分子の放出・拡散・接触依存などを介して、別の細胞の反応を引き起こします。
無信号状態
細胞内での信号伝達がほぼ起こっていない、信号の発生・伝達が欠如している状態のこと。
受容体非依存的伝達
受容体を介さないで進行する伝達のこと。細胞内シグナル伝達の多くが受容体依存であるのに対して、別の経路を指す場合に用いられます。
機械的シグナル伝達
力学的刺激(張力・ひずみ・圧力など)によって生じる信号伝達のこと。化学的な信号伝達とは異なる情報伝達経路です。

細胞内シグナル伝達の共起語

受容体
細胞膜上にあるタンパク質・分子で、リガンド結合によりシグナル伝達の入口となる。
リガンド
受容体と結合して信号を開始する分子。ホルモン、成長因子、神経伝達物質などが含まれる。
GPCR
Gタンパク質共役受容体。膜を跨いだ受容体の一群で、リガンド結合後にGタンパク質を介して下流を調節する。
Gタンパク質
受容体と下流効果器をつなぐ三つ組(Gα、Gβ、Gγ)からなる分子。活性化後に効率的な信号伝達を行う。
Gsタンパク質
Gsタンパク質。アデニル酸シクラーゼを刺激して細胞内のcAMPを増やす。
Gi/Goタンパク質
Gi/Goタンパク質。アデニル酸シクラーゼを抑制し、cAMPを低下させる。
Gq/11タンパク質
Gqタンパク質。PLCβを活性化してIP3とDAGを生成する。
セカンドメッセージ分子
リガンド受容体活性化の直後に生成され、細胞内の信号を拡張・伝達する小分子。
cAMP
環状アデノシン一リン酸。PKAを活性化し、遺伝子発現や代謝を調整するセカンドメッセンジャー。
PKA
プロテインキナーゼA。cAMP依存性に活性化され、基質をリン酸化して信号を広げる。
IP3
イノシトール三リン酸。ERからCa2+を放出し、Ca2+シグナルを発生させる。
DAG
ジアシルグリセロール。PKCを活性化し、膜上のシグナル複合体を形成する。
Ca2+
カルシウムイオン。Ca2+はCaM等と結合してCa2+依存性キナーゼを活性化し、さまざまな反応を調整する。
CaMKII
カルモデュリン依存性キナーゼII。Ca2+が上昇したときに活性化され、多様な基質をリン酸化する。
カルモデュリン
Ca2+結合タンパク質。Ca2+濃度変化に応じてキナーゼを活性化させる。
PLC
ホスホリパーゼC。PIP2をIP3とDAGに分解してCa2+増加とPKC活性化を生み出す。
RTK
受容体型チロシンキナーゼ。リガンド結合後自己リン酸化を起こし、Grb2/SOS経路など下流へ信号を伝える。
Grb2
アダプタータンパク質。RTKとSOSを結ぶことで Ras を活性化する架橋役。
SOS
RasのGEF。GDPをGTPへ置換させ、Rasを活性化する。
Ras
小型GTPase。活性化すると Raf → MEK → ERK のMAPKカスケードを開始する。
Raf
MAPKカスケードの初段キナーゼ。Rasにより活性化され、MEKをリン酸化する。
MEK
MAPK/ERKキナーゼ。ERKをリン酸化して活性化する。
ERK
MAPK。核内の転写因子をリン酸化して遺伝子発現を調整する。
MAPK経路
Raf–MEK–ERKを核・細胞機能へと伝えるシグナル伝達経路。
PI3K
リン脂質ホスホジパーゼ。PIP2をPIP3へリン酸化してAktを活性化する起点。
Akt
PKB。PI3K経路の中心的キナーゼで、細胞生存・成長を促進する。
mTOR
機械的ターゲットオブラパルミン。栄養・成長信号を統合してタンパク質合成を制御する。
PTEN
PI3K経路のネガティブ制御酵素。PIP3をPIP2へ戻してAktの活性を抑制する。
JAK-STAT
サイトカイン受容体とJAKキナーゼによる直列経路。STATをリン酸化して核へ移動、遺伝子発現を調整する。
STAT
転写因子。JAKによって活性化され、遺伝子発現を調整する。
NF-κB
炎症・免疫応答に関与する転写因子。IκBの分解を経て核へ移動する。
CREB
cAMP応答要素結合タンパク。PKA等でリン酸化され、CREを介して遺伝子発現を調整。
SHC
アダプタータンパク質。RTKからGrb2/SOSへ橋渡しすることでMAPKへ伝える。
SH2/SH3アダプター
SH2・SH3ドメインを持つアダプターで、リン酸化蛋白質間の相互作用を促進する。
Rac
Racは小GTPaseの一つ。細胞骨格の再構築・細胞運動に関与する。
Rho
Rhoファミリー小GTPase。細胞骨格の組織化と形態変化を制御する。
AKAP
A-kinase anchoring protein。PKAを特定の場所に局在させ、局所シグナル伝達を強化する。
KSR
Kinase Suppressor of Ras。Ras/MAPK経路の組織化・調整を担うスキャフォールド。
受容体内在化
リガンド結合後に受容体がエンドサイトーシスされる現象で、信号の持続性を調整する。
クロストーク
異なる信号経路同士が互いに調整・影響を与え、統合的な細胞応答を生み出す現象。
ネガティブフィードバック
シグナルを抑制する仕組み。例として、PP2AやPTEN、IκBなどによる抑制を含む。

細胞内シグナル伝達の関連用語

リガンド
細胞外から受容体へ結合して信号を開始する分子。ホルモン、成長因子、神経伝達物質などが該当します。
受容体
リガンドと結合して細胞内へ信号を伝える膜上・膜内・核内のタンパク質。GPCR、RTK、核内受容体などが代表例です。
GPCR(Gタンパク質共役受容体)
7回膜貫通の受容体。リガンド結合でGタンパク質を活性化し、下流の多様な経路を開始します。
Gタンパク質(ヘテロ三量体GTP結合タンパク質)
GPCRと協調して細胞内信号を伝える三つのサブユニット(Gα、Gβ、Gγ)からなる複合体。
Gαサブユニット
Gタンパク質のα鎖。GTP結合・水解を通して信号を伝達します。
Gβγサブユニット
GβとGγの複合体。特定の経路を直接活性化・抑制します。
受容体チロシンキナーゼ(RTK)
リガンド結合後自己リン酸化を起こし、MAPK経路やPI3K経路を活性化する膜貫通受容体。
JAK-STAT経路
サイトカイン受容体を介してJAKがSTATをリン酸化し核へ移行させる直列経路。
MAPK経路
Ras→Raf→MEK→ERKの連鎖で細胞増殖・分化を制御する経路。
Ras
小GTPaseの代表。GTP結合で活性化しMAPK経路を開始する起点。
RhoファミリーGTPase
細胞骨格の再構築や細胞運動を制御する小GTPase群(例: Rho, Rac, Cdc42)。
PI3K-Akt-mTOR経路
PI3KがPIP2をPIP3へ変換し、Aktを活性化してmTORを介して成長・生存を制御する経路。
PI3K
PIP2をPIP3へ変換する膜結合酵素。
Akt(PKB)
PI3K経路の主要なキナーゼ。成長・代謝・生存信号を伝える。
mTOR
細胞成長・代謝の統合的調節因子。AKT経路を介して活性化・抑制される。
PIP2
膜リン脂質。PLCやPI3K経路の基盤となる分子。
PIP3
PIP2がPI3K作用で生成される二次メッセージ。AKTの膜局在を促進。
PTEN
PIP3をPIP2へ戻すホスファターゼ。PI3K経路の負の調節。
PLC(ホスホリパーゼC)
PIP2をIP3とDAGに分解してCa2+放出とPKC活性化を引き起こす酵素。
PLCβ
GPCR経路で主に機能するPLCの一種。
IP3
細胞内Ca2+放出を促す二次メッセージ。
DAG
PKCを活性化する二次メッセージ。
Ca2+シグナル
細胞内Ca2+の濃度変化がカルモジュリンなどを介して多数の反応を誘導。
CaMK
Ca2+とカルモリンで活性化されるキナーゼ群。
PKC
DAGとCa2+に依存して活性化されるキナーゼ群。
PKA
cAMP依存性キナーゼ。多数の基質をリン酸化して細胞挙動を変える。
cAMP
アデニル酸シクラーゼで作られる二次メッセージ。PKAを活性化。
cGMP
グアニル酸シクラーゼで作られる二次メッセージ。PKGを活性化。
PKG
cGMP依存性キナーゼ。平滑筋の弛緩などを促進。
AKAP
PKAを特定部位へ局在化させるスキャフォールドタンパク質。
小GTPase群
Ras、Rho、Rab、Ranなどの小分子GTPase群の総称。
GEF
GTPを結合させてGTP結合型へ転換させる促進因子。
GAP
GTPをGDPへ加速的に水解させる抑制因子。
SH2/SH3ドメインタンパク質
分子間の結合を担うモジュールを持つアダプター・エフェクター。
Grb2
RTK経路でRasへ信号を橋渡しするアダプタータンパク質。
Shc
Grb2と連携してRas経路を活性化するアダプタータンパク質。
アダプタータンパク質
信号伝達の連結役で、直接的な酵素活性は持たないことが多い。
スキャフォールドタンパク質
信号分子を近接させ、反応の効率を高める役割を持つ蛋白質。
CREB
cAMP応答性転写因子。リン酸化により遺伝子発現を促進。
NF-κB
炎症・免疫応答の中心的転写因子。IκBの分解後、核へ移行して遺伝子を発現。
AP-1(c-Fos/c-Jun)
ストレスや成長因子に応答する転写因子の組み合わせ。
STAT
JAK経路でリン酸化され核へ移動する転写因子群。
二次メッセージ
細胞外信号を細胞内に伝える小分子。Ca2+、cAMP、cGMP、IP3、DAGなど。
エンドソーム信号伝達
受容体がエンドソーム内で信号を継続・再活性化する現象。
脂質ラフト
細胞膜の特定領域に信号分子を集中させ、反応を促進する膜微小領域。
受容体の内在化・再循環
受容体を内包して別経路へ転用させる調節機能。
負のフィードバック機構
シグナルの過剰活性を抑える自己抑制の回路。
負の調節因子
信号伝達を抑制する因子。例: PTEN、SHP2、Sprouty、SOCS。
核内受容体(ステロイド受容体ファミリー)
リガンド結合後核内で転写を直接調節する受容体の総称。

細胞内シグナル伝達のおすすめ参考サイト


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