ファゴリソソーム

ファゴリソソーム: phagolysosome)またはエンドリソソーム: endolysosome)は、食作用の過程でファゴソームリソソームと融合することで形成される細胞質構造である。ファゴリソソームの形成は細胞内で微生物病原体を破壊するために必要不可欠である。ファゴソームとリソソームの膜が「衝突」することで融合が起こり、加水分解酵素を含むリソソームの内容物がファゴソームへ放出され、ファゴソームが取り込んだ粒子が消化される。消化産物のうち有用な物質は細胞質へ移動し、他のものはエキソサイトーシスによって排出される。

食作用の過程。リソソーム(緑)がファゴソームと融合することでファゴリソソームが形成される(2)。

ファゴソームとリソソームの膜の融合はRab5タンパク質によって調節される[1]。Rab5はこれら2つの細胞小器官の間の物質交換を可能にするが、膜の完全な融合は防いでいる[1]

機能

ファゴリソソームは内部環境のpHを低下させ、酸性化することで機能する。これは微生物や他の有害な寄生虫に対する防御機構として機能し、また分解酵素の活性に最適な環境を提供する[2]

微生物はファゴリソソーム内で酸化的過程と非酸化的過程の組み合わせによって破壊される。酸化的過程は呼吸バーストとしても知られており、非ミトコンドリア型の活性酸素種産生が含まれる[3]

ファゴリソソームはpHや炭素源と窒素源の濃度を低下させることで、菌類の生育を阻害する。例としては、カンジダCandida albicans菌糸の阻害が挙げられる[4]

ヒトの好中球では、ファゴリソソームによる病原体の破壊は次亜塩素酸の産生によっても行われる[5]

ファゴリソソームを乗っ取る病原体

Q熱の病原体であるCoxiella burnetiiは、宿主細胞の酸性のファゴリソソームで生存し、増殖する[6]。ファゴリソソームの酸性環境は、C. burnetiiグルコースグルタミン酸プロリンを輸送し、核酸タンパク質を合成するために必要不可欠である[7]

同様に、無鞭毛期リーシュマニアは、すべてのプリン、さまざまなビタミン、多数の必須アミノ酸を宿主のファゴリソソームから得る。また、リーシュマニアは宿主のファゴリソソームでのタンパク質分解からヘムを獲得する[8]

出典

  1. Duclos, S.; Diez, R.; Garin, J.; Papadopoulou, B.; Descoteaux, A.; Stenmark, H.; Desjardins, M. (2000-10-01). “Rab5 regulates the kiss and run fusion between phagosomes and endosomes and the acquisition of phagosome leishmanicidal properties in RAW 264.7 macrophages”. Journal of Cell Science 113 (19): 3531–3541. ISSN 0021-9533. PMID 10984443.
  2. Levitz, S. M.; Nong, S. H.; Seetoo, K. F.; Harrison, T. S.; Speizer, R. A.; Simons, E. R. (1999-02-01). “Cryptococcus neoformans resides in an acidic phagolysosome of human macrophages”. Infection and Immunity 67 (2): 885–890. ISSN 0019-9567. PMC: 96400. PMID 9916104. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC96400/.
  3. Urban, Constantin F.; Lourido, Sebastian; Zychlinsky, Arturo (2006-11-01). “How do microbes evade neutrophil killing?”. Cellular Microbiology 8 (11): 1687–1696. doi:10.1111/j.1462-5822.2006.00792.x. ISSN 1462-5814. PMID 16939535.
  4. Erwig, Lars P.; Gow, Neil A. R. (2016-03-01). “Interactions of fungal pathogens with phagocytes”. Nature Reviews. Microbiology 14 (3): 163–176. doi:10.1038/nrmicro.2015.21. ISSN 1740-1534. PMID 26853116.
  5. Painter, Richard G.; Wang, Guoshun (2006-05-01). “Direct measurement of free chloride concentrations in the phagolysosomes of human neutrophils”. Analytical Chemistry 78 (9): 3133–3137. doi:10.1021/ac0521706. ISSN 0003-2700. PMID 16643004.
  6. Maurin, M.; Benoliel, A. M.; Bongrand, P.; Raoult, D. (1992-12-01). “Phagolysosomes of Coxiella burnetii-infected cell lines maintain an acidic pH during persistent infection”. Infection and Immunity 60 (12): 5013–5016. ISSN 0019-9567. PMC: 258270. PMID 1452331. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC258270/.
  7. Howe, Dale; Mallavia, Louis P. (2016-11-19). “Coxiella burnetii Exhibits Morphological Change and Delays Phagolysosomal Fusion after Internalization by J774A.1 Cells”. Infection and Immunity 68 (7): 3815–3821. doi:10.1128/iai.68.7.3815-3821.2000. ISSN 0019-9567. PMC: 101653. PMID 10858189. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC101653/.
  8. McConville, Malcolm J.; De Souza, David; Saunders, Eleanor; Likic, Vladimir A.; Naderer, Thomas (August 2007). “Living in a phagolysosome; metabolism of Leishmania amastigotes”. Trends in Parasitology 23 (8): 368–375. doi:10.1016/j.pt.2007.06.009. PMID 17606406.

外部リンク

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