細胞シグナル伝達における活性酸素(ROS)と酸化ストレス

老化とROS産生の増加、酸化的損傷の蓄積、ミトコンドリア機能の低下との間の関連が明らかになった。

老化はすべての生物の間でほぼ普遍的に保存されているが、老化の潜在分子メカニズムはまだわかりにくい。フリーラジカルおよびミトコンドリアを含む、老化に関する多くの理論が提案されている。両方の理論は、活性酸素種(ROS)によって引き起こされるミトコンドリアおよびミトコンドリアDNA(mtDNA)への累積的損傷が老化の原因の1つであると推測している。

通常の条件下では、低レベルのROS(活性酸素種)は、酸化還元恒常性および細胞シグナル伝達を含む多くの生理学的過程においてシグナル伝達分子として作用することが見出されている。チロシンキナーゼ、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ、またはRasタンパク質などのタンパク質を活性化することにより、ROSはシグナル伝達経路の重要なメディエーターになった。

細胞型に依存して、ROSは細胞増殖、細胞老化、または細胞死におけるシグナル伝達分子として機能することがわかった。多くの細胞プロセスに対するROSの異なる効果は、ROSは単に有害な副産物ではなく、さまざまなシグナル伝達経路を仲介するために意図的に生成されていることを示唆している。

酸化的損傷は、mtDNAの複製および転写に影響を及ぼし、ミトコンドリア機能の低下をもたらし、そして次にROS産生の増加およびmtDNAへのさらなる損傷をもたらす。