認知・情動機能の発達におけるMAP/ERKシグナル伝達と病態・神経変性過程への影響

MAP/ERK Signaling in Developing Cognitive and Emotional Function and Its Effect on Pathological and Neurodegenerative Processes.

• Héctor Albert-Gascó
• Francisco Ros-Bernal
• Esther Castillo-Gómez
• Francisco E Olucha-Bordonau

抄録

微小管関連プロテインキナーゼまたは細胞外調節キナーゼ（MAPK/ERK）のシグナル伝達経路は、細胞外刺激から細胞内空間への細胞外情報伝達の共通のメカニズムである。情報の伝達は、進行中の代謝経路の変化や遺伝子発現パターンの改変につながる。中枢神経系では、ERKは時間的にも空間的にもユビキタスに発現している。時間的なユビキタス性に関しては、このシグナル伝達系は3つの重要な瞬間に参加しています。(i)胚発生期、(ii)産後早期、(iii)成人期である。胚発生期には、FGF8-ERK経路を介して脳小胞のセグメンテーションのパターニングに一部関与しています。さらに、この期間中、ERKは神経前駆細胞の移動と最終的な運命を指示する。生後早期には、ERKは樹状樹の成熟過程とシナプス形成に関与しています。成人期には、ERKは長期増強を含む社会的・感情的行動や記憶プロセスに関与している。ERKに関連する機構の変化は、様々な病理学的転帰と関連している。ERK経路のいずれかの構成要素における遺伝的変化は、神経堤誘導体に関連する病態および自閉症スペクトラム障害に関連する精神機能障害をもたらす。MAP-ERK経路は、パーキンソン病およびアルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症などの神経変性疾患、ならびにプリオン性疾患の発生中にグリア細胞によって引き金を引かれる神経炎症性経路の重要な要素である。MAPK/ERKの活性化によって引き起こされるプロセスは、発生段階（成熟期または老化期）、経路が活性化される細胞要素の種類、解剖学的神経構造によって異なります。しかし、これらの過程の多くにおいて、リン酸化されたERKの標的となるものについては大きなギャップが存在しています。

The signaling pathway of the microtubule-associated protein kinase or extracellular regulated kinase (MAPK/ERK) is a common mechanism of extracellular information transduction from extracellular stimuli to the intracellular space. The transduction of information leads to changes in the ongoing metabolic pathways and the modification of gene expression patterns. In the central nervous system, ERK is expressed ubiquitously, both temporally and spatially. As for the temporal ubiquity, this signaling system participates in three key moments: (i) Embryonic development; (ii) the early postnatal period; and iii) adulthood. During embryonic development, the system is partly responsible for the patterning of segmentation in the encephalic vesicle through the FGF8-ERK pathway. In addition, during this period, ERK directs neurogenesis migration and the final fate of neural progenitors. During the early postnatal period, ERK participates in the maturation process of dendritic trees and synaptogenesis. During adulthood, ERK participates in social and emotional behavior and memory processes, including long-term potentiation. Alterations in mechanisms related to ERK are associated with different pathological outcomes. Genetic alterations in any component of the ERK pathway result in pathologies associated with neural crest derivatives and mental dysfunctions associated with autism spectrum disorders. The MAP-ERK pathway is a key element of the neuroinflammatory pathway triggered by glial cells during the development of neurodegenerative diseases, such as Parkinson's and Alzheimer's disease, Huntington's disease, and amyotrophic lateral sclerosis, as well as prionic diseases. The process triggered by MAPK/ERK activation depends on the stage of development (mature or senescence), the type of cellular element in which the pathway is activated, and the anatomic neural structure. However, extensive gaps exist with regards to the targets of the phosphorylated ERK in many of these processes.