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プリオン(; IPA: )は、タンパク質から成る感染性因子である。現時点でこの性質を有する既知因子は、いずれもタンパク質の誤って折りたたまれた(ミスフォールドした)状態を伝達することにより増殖する。但しタンパク質そのものが自己複製することは無く、この過程は宿主生物内のポリペプチドの存在に依存している。プリオンタンパク質のミスフォールド型は、ウシのウシ海綿状脳症(BSE、狂牛病)や、ヒトのクロイツフェルト=ヤコブ病(CJD)といった種々の哺乳類に見られる多くの疾患に関与することが判っている。既知の全プリオン病は脳などの神経組織にの構造に影響を及ぼし、現時点でこれらは全て治療法未発見の致死的疾患である。一般的用法としてプリオンとは理論上の感染単位を意味する。科学的表記でPrP^Cは多くの組織に認められる内因型のプリオンタンパク質(PrP)を指し、他方、PrP^SCは神経変性を惹起するアミロイド斑形成の原因となるミスフォールド型のPrPを指す。

プリオンは仮説によれば、異常にリフォールドしたタンパク質の構造が、正常型構造を有するタンパク質分子を自身と同じ異常型構造に変換する能力を持つことで伝播、感染するとされる。既知の全プリオンはアミロイドと呼ばれる構造体の形成を誘導する。アミロイドとは、タンパク質が重合することで密集したβシートから成る凝集体である。この変形構造は極めて安定で、感染組織に蓄積することにより組織損傷や細胞死を引き起こす。プリオンはこの安定性により化学的変性剤や物理的変性剤による変性処理に耐性を持ち、除去や封じ込めは難しい。

プリオンの様式を示すタンパク質は菌類でもいくつか発見されているが、哺乳類プリオンの理解を助けるモデルとなることから、その重要性が注目されている。しかし、菌類のプリオンは宿主内で疾患に繋がるとは考えられておらず、むしろタンパク質による一種の遺伝的形質を介して進化の過程で有利に働くのではないかと言われている。

プリオン(prion)の語は、「タンパク質性の」を意味するproteinaceousと「感染性の」を意味するinfectious の頭文字に加えて、ビリオン(virion)との類似から派生して造られた合成語である。

◆ 発見

1960年代、放射線生物学者のティクバー・アルパーと数学者のジョン・スタンリー・グリフィスは、伝達性海綿状脳症はタンパク質のみから成る感染性因子によって引き起こされるという仮説を提唱した。この仮説はスクレイピーやクロイツフェルト=ヤコブ病を引き起こす謎の感染性因子が、核酸を損傷するはずの紫外線放射に耐性を持つことの発見を説明するために提唱されたものだった。フランシス・クリックは、かの有名な『分子生物学のセントラルドグマ Central dogma of molecular biology』の修正版の中で、スクレイピー伝播を説明するグリフィスのタンパク質単独仮説の潜在的重要性を認めている。クリックは論文中で、タンパク質からタンパク質、RNA、DNAへ一次構造情報が伝わることは無いと主張したが、グリフィスの仮説がセントラルドグマの反例となる可能性を孕んでいることも言及した。この修正版セントラルドグマを定式化した理由の一部に、当時ハワード・テミンとデヴィッド・ボルティモアによって発見されたばかりの逆転写に対応することがあったが、テミンとボルティモアは1975年にこの業績でノーベル賞を受賞しており、タンパク質単独仮説も未来のノーベル賞の「大本命」と考えられるようになった可能性がある。

1982年、カリフォルニア大学サンフランシスコ校のスタンリー・B・プルシナーは、彼のグループが仮説上の存在だった感染性因子の精製に成功し、同因子の主成分が特定のタンパク質一種類であることが判明したと公表した(但し、このタンパク質の単離に満足の行く成功を収めたのは、この公表の2年後である)。

プルシナーは、この感染性因子を「プリオン」(prion)と命名した。この感染性因子はプリオンと名付けられたが、プリオンを構成する特定のタンパク質自体はプリオンタンパク質(Prion Protein, PrP)の名で呼ばれ、感染型と非感染型の両構造を取りうる物質として扱われる。1997年、プルシナーはプリオン研究の業績によりノーベル生理学医学賞を受賞した。

◆構造

◇ アイソフォーム

プリオンを構成するタンパク質(PrP)は全身に見られるタンパク質で、健常なヒトや動物にも認められる。但し感染部位で見つかるPrPは異なる構造を取り、プロテアーゼ(タンパク質を分解する酵素の総称)に耐性を示す。PrPの正常型はPrP^C、PrPの感染型はPrP^Scと表記される(ここで、Cは「細胞性の」を意味する cellular または「一般的な」を意味する common、Scはスクレイピー(Scrapie)を意味する)。PrP^Cは明確な構造を取るが、PrP^Scは多分散系として比較的不明確な構造を取っている。PrPはin vitroでは程度の差はあれど明確なアイソフォーム(同一タンパク質が取りうる異なる構造)に折りたたまれやすくなり、これがin vivoで病原性となるアイソフォームとどのような関係を持つのかは未だ明らかにされていない。

  PrP^C

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