がん細胞はミトコンドリア依存性アポトーシス(細胞死)を回避
がん細胞は、ミトコンドリア依存性アポトーシス(細胞死)を回避する能力を獲得することで、異常な増殖を続けます。このプロセスには、Bcl-2ファミリーのタンパク質の不均衡や、ミトコンドリア膜の構造的・機能的改変など、複数の分子機構が関与します。
メカニズム:がん細胞のミトコンドリア回避戦略
- 抗アポトーシスBcl-2タンパク質の過剰発現
- がん細胞は、Bcl-2、Bcl-xL、Mcl-1などの抗アポトーシス因子を過剰に発現し、Bax/Bakの活性化を阻害します。
- BaxやBakは通常、ミトコンドリア外膜に孔を形成し、シトクロムCの放出→カスパーゼ活性化を誘導しますが、これを阻止されることでアポトーシスが回避されます → Bcl-2タンパク質によるBaxの封じ込め (Ayscough et al., 2025)
- BH3-onlyタンパク質の抑制
- 正常細胞では、ストレス時にBH3-onlyタンパク質(e.g., PUMA, NOXA)がBcl-2を中和し、Bax/Bakを活性化。
- がん細胞ではこれらの発現を抑えることで、アポトーシス誘導が封じられます。
- ミトコンドリア外膜透過性の変化(MOMPの抑制)
- がん細胞は、ミトコンドリア外膜の安定化や膜成分(カルジオリピンなど)の変化によって、MOMP(mitochondrial outer membrane permeabilization)を阻止。
- この物理的バリアによってシトクロムCの漏出が防がれます。
- 代謝リプログラミングと抗酸化防御
- 高い酸化ストレスに適応するために、ミトコンドリアの再編成と脂質代謝の最適化が進みます。
- たとえば、リポイド滴(LD)による脂肪酸蓄積とミトコンドリア保護も報告されています → LD形成によるミトコンドリアの保護 (Liu et al., 2025)
Source Analysis
1 Bcl-2タンパク質によるBaxの抑制(Ayscough et al., 2025) Bcl-2はBaxをミトコンドリア膜で封じ込み、アポトーシスの初期段階を防ぐ
2 LD経由のミトコン保護(Liu et al., 2025) 酸性環境下で脂質代謝とオートファジーがミトコンドリアの機能を支える
3 BH3ミメティクスの薬理標的(BT, 2025) Bcl-2とBH3の結合が古くから保存され、がん治療の標的になる
結論 がん細胞は、ミトコンドリア由来アポトーシスを回避するために、Bcl-2ファミリーによるBax/Bakの抑制、膜透過性の改変、代謝適応といった多層的な戦略を用います。これらの仕組みは、治療標的として注目されており、BH3ミメティクスなどの薬剤が開発されています。