シグナル伝達物質

シグナル伝達物質とは、多細胞生物において細胞間あるいは細胞内での情報伝達を担う化学物質の総称である。¹

生物の体内では、個体の恒常性維持や発生、分化などの複雑な生命現象を適切に調整するため、ある細胞から放出された情報が別の細胞へと正確に伝達される必要がある。 この情報伝達のプロセスにおいて、細胞外の受容体に結合して情報を伝えるリガンドや、細胞内で情報を受け取った後に生化学的なカスケードを引き起こす多様な分子がシグナル伝達物質として機能する。 広義にはホルモン、神経伝達物質、サイトカイン、成長因子などの液性因子が含まれ、これらは生体内の内分泌系、神経系、免疫系などの連携において極めて重要な役割を果たす。²

細胞外から飛来したシグナル伝達物質は、標的細胞の細胞膜上あるいは細胞質内に存在する特定の受容体と特異的に結合する。 この結合によって受容体の立体構造が変化し、細胞内へのシグナル変換が引き起こされる。 細胞膜受容体を介したシグナル伝達においては、Gタンパク質や各種のプロテインキナーゼ（タンパク質キナーゼ）などの酵素群が活性化され、セカンドメッセンジャーと呼ばれる環状AMPやカルシウムイオンなどの小分子が細胞内で産生される。 これにより、シグナル伝達経路が何段階ものリン酸化反応などを経て連鎖的に増幅されていく。

細胞内に入った、あるいは細胞内で産生されたシグナル伝達物質やセカンドメッセンジャーは、最終的に核内へ移行するか、あるいは転写因子の活性を直接的または間接的に制御する。 これにより、特定の遺伝子の転写が誘導あるいは抑制され、タンパク質の生合成が変化することで、細胞の増殖、分化、代謝、さらにはアポトーシスといった組織学的な応答が引き起こされる。 こうしたシグナル伝達の破綻や過剰な活性化は、癌化、自己免疫疾患、糖尿病をはじめとする様々な疾患の発症基盤となるため、多くのシグナル伝達物質やその受容体は創薬における重要な標的分子として研究されている。³