ヒートショックプロテイン（HSP）とは
ヒートショックプロテイン（HSP）とは、細胞が熱や酸素欠乏などのストレスにさらされたときに発現が増えるタンパク質の一群です。HSPは分子シャペロンとして機能し、他のタンパク質のフォールディング（立体構造の形成）や輸送を補助したり、変性したタンパク質の修復や分解を促進したりします。HSPは細胞の生存や機能を維持するのに重要な役割を果たします。
分子シャペロンとは、他のタンパク質のフォールディング（折りたたみ）を助けるタンパク質の総称です。フォールディングはタンパク質が正しい構造と機能を獲得するために必要なプロセスです。分子シャペロンは、細胞内でタンパク質が凝集したり変性したりしないように保護したり、正しいフォールディングに導いたりします。分子シャペロンには様々な種類があり、熱ショック応答、新生タンパク質のフォールディング、ヒストンシャペロンなどの機能を持ちます。分子シャペロンの異常は、細胞のタンパク質恒常性の維持に関わるため、多くの病気の原因や進行に関係しています。
HSPはその分子量によって分類され、Hsp10、Hsp40、Hsp60、Hsp70、Hsp90、Hsp100などのファミリーがあります。各ファミリーの中には、ストレスに応答して発現するものと、恒常的に発現するものがあります。また、細胞内の異なる部位に局在するものもあります。例えば、Hsp60はミトコンドリアや葉緑体に存在し、Hsp70は細胞質や小胞体に存在します。
HSPの発現は、熱ショック転写因子（HSF）という転写因子によって制御されます。HSFは細胞内のHSPの量や活性に応じて調節されます。ストレスがないときは、HSFはHsp70やHsp90などのHSPに結合して不活性な状態にあります。ストレスがかかると、HSPは変性したタンパク質に結合してHSFを解離させます。HSFは解離後にリン酸化やオリゴマー化などの修飾を受けて活性化され、核に移行してDNA上の熱ショックエレメント（HSE）という配列に結合します。HSEはHSPの遺伝子の近くに存在し、HSFの結合によってHSPの転写が促進されます。
HSPは、細胞の正常な機能だけでなく、病気の発症や進行にも関与しています。HSPは、免疫系の細胞によって認識されることがあり、炎症や自己免疫疾患の原因になることがあります。一方、HSPは、がん細胞やウイルス感染細胞などの異常な細胞を免疫系に警告することもあります。HSPは、がん細胞の増殖や耐性にも影響を与えることがあります。HSPは、神経細胞のアミロイドやタウなどのタンパク質の凝集を防いだり、分解したりすることで、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の予防や治療にも有効である可能性があります。
HSPの発現は、入浴や運動などの身体的な刺激によっても誘導されます。HSPは、疲労やストレスの回復に役立つと考えられています。HSPは、睡眠の質やリズムにも影響を与えることがあります。HSPは、自律神経やホルモンのバランスを調整したり、徐波睡眠の時間を延ばしたりすることで、睡眠の質を向上させることが報告されています。
HSPは、細胞のストレス応答に不可欠なタンパク質であり、様々な生理機能や病態に関与しています。HSPの発現は、環境や生活習慣によっても変化します。HSPの発現を適切に調節することで、健康や美容にも効果が期待できます。