ヒトの全細胞

200種類あると言われる人の細胞を、一つ一つ、全てまとめるつもりです。
2019/1/6 human-cell.comにサイト移転します。よろしくお願いします

「ヒトの全細胞」です。

ヒトの細胞は一般に200種あると言われています。網羅を目指し、随時更新していきます。


現在60細胞です。(最終更新:2020年10月25日)

◎目に関係する細胞 (現在7細胞)
桿体細胞
錐体細胞
双極細胞
水平細胞
アマクリン細胞
神経節細胞
ミュラー細胞

◎血液に関係する細胞(現在6細胞)
造血幹細胞
血小板
赤血球
巨核球
周皮細胞

◎胃に関係する細胞(現在5細胞)
壁細胞
主細胞
G細胞
ECL細胞
胃小窩細胞

◎皮膚に関係する細胞(現在7細胞)
角化細胞
メラニン細胞
ランゲルハンス細胞
メルケル細胞
毛母細胞
毛乳頭細胞
皮脂腺細胞

◎神経や脳に関係する細胞(現在8細胞)
神経細胞
シュワン細胞
オリゴデンドロサイト
神経幹細胞
アストロサイト
ミクログリア
上衣細胞
外套細胞

◎腎臓に関連する細胞(現在4細胞)
足細胞
メサンギウム細胞
傍糸球体細胞
尿細管上皮細胞

◎結合組織に関連する細胞(現在6細胞)
線維芽細胞
白色脂肪細胞
褐色脂肪細胞
骨芽細胞
骨細胞
破骨細胞

◎免疫に関連する細胞(現在7細胞)
肥満細胞(マスト細胞)
好酸球
好塩基球
好中球
マクロファージ
B細胞

◎呼吸器系の細胞(現在2細胞)
肺胞上皮細胞
杯細胞

◎生殖細胞(現在2細胞)

◎肝臓の細胞(現在3細胞)
・クッパ―細胞 → マクロファージ

◎副腎の細胞
クロム親和性細胞


◎(番外編)培養細胞
HeLa細胞
iPS細胞

◎その他
プライバシーポリシー




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クロム親和性細胞

Chromaffin cell

 

概要

 クロム親和性細胞は、副腎髄質に位置し、ノルアドレナリン・アドレナリンなどのカテコラミン類を分泌する細胞である。発生学的には、交感神経の節後神経細胞が軸索を失ったものと考えられている。酸化剤であるクロム塩溶液を加えるとカテコラミンが酸化され、茶色のポリマーが生じることから、その名がつけられた。

参考:


カテコラミン

 カテコールアミンは、チロシンから合成されるL-ドーパ、ドパミン、ノルアドレナリン、アドレナリンの物質群を指す。チロシンからL-ドーパを合成するチロキシンヒドロキシラーゼTHが合成経路の律速経路となっている。


レボドパ
チロシン


ノルアドレナリン
ノルアドレナリン(エピネフリン)

アドレナリン
アドレナリン


 クロム親和性細胞からは主にアドレナリン(80%)とノルアドレナリン(~20%)が分泌される。アドレナリン、ノルアドレナリンの主な作用は共に血圧上昇であるが、アドレナリンは心臓の収縮を強化し、ノルアドレナリンは血管収縮を強化するという点が異なる。

 

分泌制御

 クロム親和性細胞は、交感神経節の節前神経細胞に神経支配される。節前神経細胞がアセチルコリンを分泌すると、それを受容したクロム親和性細胞に脱分極が発生し、カルシウム濃度が上昇するとによってカテコラミン小胞が分泌(エキソサイトーシス)される。

 

 神経細胞から分泌されるPACAPという27-38アミノ酸から成るペプチドも、カテコラミン分泌を制御する。PACAPGPCRに受容され、カテコラミン合成の律速酵素チロシンヒドロキシラーゼ(TH)を活性化し、また転写を促進することで、蓄積されるカテコラミンの総量を増加させる。

 

 また、副腎皮質が分泌する糖質コルチコイドを受容したクロム親和性細胞では、ノルアドレナリンからアドレナリンを合成する反応を担う酵素PNMTが活性化され、アドレナリンの分泌が増強される。

 

節後神経細胞とクロム親和性細胞

 交感神経系の節後神経細胞は、節前神経細胞が放出したアセチルコリンの刺激を受けて脱分極し、ノルアドレナリンを放出する細胞である。クロム親和性細胞も節後神経細胞と同様にアセチルコリン受容体や電位依存性のイオンチャネル、シナプス小胞を持っており、アセチルコリンを受容すると脱分極してカテコラミンを分泌する。

 

  神経細胞とは異なり、通常クロム親和性細胞は軸索を持たないが、アストロサイトを培養した培地(Conditional medium, 分泌物を含む)や神経成長促進因子を加えると神経様の形態を示すようになると報告されている。

 

 

褐色細胞種

 クロム親和性細胞ががん化したものを、褐色細胞種という。褐色細胞種は無制御にカテコラミンを分泌してしまうことで高カテコラミン血症となり、高血圧(Hypertension)高血糖(Hyperglycemia)代謝亢進(Hypermetabolism)頭痛(Headache)発汗過多(Hyperhydrosis)の5H 病と呼ばれる症状を示す。アドレナリンα2受容体抑制するクロニジンという薬で高カテコラミン血症が抑えられない場合、褐色細胞腫と診断される。

 

 2018年のノーベル賞医学生理学賞となった低酸素応答因子HIF、を分解するVHLユビキチンリガーゼを原因とする遺伝病フォン・ヒッペル・リンドウ病、の主要な病態である。

 

 

参考文献

 

1Chromaffin cells as a model to evaluate mechanisms of cell death

and neuroprotective compounds

 

2) https://www2.indstate.edu/thcme/mmmoga/histology/slide98.htm

 

3What's New in Endocrinology: The Chromaffin Cell

iPS細胞
(Induced pluripotent stem cell)


iPS細胞とは

 iPS細胞は、複数の遺伝子を発現させることによって多様な分化能力(分化多能性)と無制限の自己複製能を獲得させた、体細胞由来の幹細胞である

京都大学の山中伸弥教授らによって2006年にマウス、2007年にヒト細胞から樹立され、2012年にノーベル医学・生理学賞が授与された。正式な日本語名称は人工多能性幹細胞という。「iPS」の名前はiPodのように普及してほしい、との願いから付けられている。

iPS
図 iPS細胞 (Cell, 2006)
 山中教授のグループによってはじめて報告されたiPS細胞のクローンの画像

ES細胞の問題点

iPS細胞の開発以前、分化多能性を持つ人工的な幹細胞としてES細胞が作られており、1998年に作製されたヒト由来のES細胞が治療に用いられることが期待されていた。


しかしながら、①ヒト受精卵から樹立することへの倫理的問題②移植された人の免疫がES細胞を攻撃してしまう移植拒絶反応の問題が存在し、治療応用は困難であった。患者本人の体細胞から幹細胞を樹立する技術が求められていた

ローマ
図 ES細胞への批判の例 : AFPの記事(2008年12月12日付)

iPS細胞の樹立


1990年代前半から、薬剤によってES細胞と融合した体細胞が多能性を獲得することが知られており、ES細胞の細胞質中に多能性獲得を誘導するタンパク質が含まれることが示唆されていた。


そこで、山中教授らはES細胞中に特徴的に発現する24の遺伝子を選択し、レトロウイルスを用いて体細胞(MEF細胞、マウス胎児線維芽細胞)に導入し、ES細胞特異的な転写因子を発現するようになるかを網羅的に調査した。


具体的な方法としては、ES細胞特異的な転写因子Fbx15の代わりに薬剤G418への耐性遺伝子を付けて、G418処理で生存する細胞(クローン)数を計測している。


24遺伝子の中から1つずつを導入してもES細胞状に変化することはなかったが、24遺伝子全てを同時に導入した体細胞はES細胞様に変化した。導入する遺伝子の数を徐々に減らし、ES細胞状への変化に必要なタンパク質を絞り込むことにより、最終的に4つの遺伝子がES細胞様への変化に必要だということが明らかになった。

この時明らかになった4遺伝子,[c-Myc, Kif4, *Oct3/4, Sox2]は山中4因子と呼ばれている。 後の研究では、山中4因子のほか、複数の組み合わせでのiPS細胞の樹立が可能であることなどが確かめられている。


*Oct3/4:1991年にOct3と名付けられ、同じ遺伝子が一か月後にOct4と名付けられたため、併記されている転写因子。一種類の遺伝子であり、ただ"Oct4"と表記されることも多い。



山中教授らは変化した体細胞をiPS細胞と名付け、ES細胞同様の多能性があることを明らかにした。マウスへの導入の翌年には、同様の手法を用いてヒト成人の真皮の線維芽細胞を用いたヒトiPS細胞の樹立に成功した。6歳から81歳まで様々な年齢のヒトからiPS細胞の作製に成功している。

iPS細胞の利用

再生医療

iPS細胞の応用技術として、iPS細胞から分化させた健康な細胞を体内に移植することで疾患を治療しようという、再生医療が期待されている。これまでにiPS細胞からは内胚葉・中胚葉・外胚葉(神経細胞など)由来の細胞のいずれにも分化できることが明らかとなっている。


またiPS細胞からは腎臓・肝臓・脳・腸などのミニチュア臓器(オルガノイド)を作製できることが報告されている。2016年にはマウスiPS細胞から毛包を含む皮膚オルガノイドが作製され、2019年には、発生過程を再現することで肝臓・胆管・膵臓の三つをまとめて作製できることが報告されるなど、現在も日進月歩研究が進んでいる。



図 マウス皮膚に移植したiPS細胞由来の皮膚(緑)から生えた毛
 アデランスの研究開発 ホームページより


再生医療の治験はこれまでに加齢黄斑変性やパーキンソン病、心臓病、再生不良性貧血(血小板)の患者で実施されている。

創薬

iPS細胞は再生医療のほか、創薬にも応用されている。遺伝性の疾患をもつ患者の細胞から作製したiPS細胞を用いて、治療効果を持つ薬剤の探索が行われている。


例えば2020年6月には、家族性アルツハイマー病患者のiPS細胞を用いて効果が発見された薬剤の治験が始まった。研究に用いられた患者はプレセネリンという遺伝子に変異を持ち、アルツハイマーの原因物質であるアミロイドβが増えている状態にある。


既存のアミロイドβ低減薬は副作用の問題や認知症治療効果が現れなかったといった理由で実用化に至っていないが、すでに安全性が確認されているパーキンソン病の既存薬剤がアミロイドβを低減させることがiPS細胞の研究から判明し、アルツハイマー病の有効な治療薬となることが期待されている。

参考文献

Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors (Cell, 2006)

Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors (Cell, 2007)


Modelling human hepato-biliary-pancreatic organogenesis from the foregut–midgut boundary (Nature, 2019)


杯細胞
(Goblet cell)

杯細胞とは

杯細胞は、粘液の主成分であるムチンを分泌する、呼吸器・消化管の円柱上皮細胞である。

腸管側が大量の分泌顆粒によって膨らんでおり、形が西洋杯に似ていることから杯細胞と名付けられた。


gobletcell
図1 杯細胞の模式図 Birchenough et al, 2015より
 下部の丸い青は核、上部の緑色の下流が粘液の分泌顆粒を示している。


呼吸器官

気道・気管の上皮細胞は、杯細胞・クラブ細胞(クララ細胞)・神経内分泌細胞・繊毛細胞・基底細胞の5種類によって構成されている。杯細胞はクラブ細胞とともに呼吸器での粘液産生を担う。


粘液の主成分はムチンと呼ばれる糖たんぱく質である。ムチンのコアタンパク質は100kDa程度であるが、複数の糖鎖と結合することによって500KDa程度となり、さらに多量体化した状態で分泌される。ムチンの糖衣は保水能力を与え、細菌類のプロテアーゼからコアタンパク質を守っている。

Mucin-2

図2 膜結合型ムチンの模式図 (Wikipediaより)
黒い一本のコアタンパク質から複数の糖鎖が枝分かれしている。


気道の粘液は、空気とともに侵入する微粒子や細菌から組織を守る働きを持つ。通常、粘液内の微粒子は繊毛細胞によって体外へ送り出されているが、微粒子の量が多くなると炎症が発生する。炎症によって粘液の産生量が増加した時、粘液は痰として体外に排出される。気道が常時炎症状態にある喘息やCOPD患者では杯細胞の数が増加していることが報告されている。


消化管

小腸

小腸の上皮細胞は、杯細胞・吸収上皮細胞・パネート細胞・腸内分泌細胞・タフト細胞・M細胞の6種類に分類される。気管のものと同様に、小腸の杯細胞もムチンを分泌して粘液の産生に働く。粘液は腸内細菌に対する腸管の物理防御の役割を果たすと同時に、パネート細胞の分泌する抗菌ペプチドを含む液体として、化学的バリアの役割を担ってもいる。


6種類の上皮細胞はいずれも基底の幹細胞から分化して生じ、3-7日で入れ替わると考えられている。杯細胞への分化にはNotchシグナルが阻害されることが重要である。

大腸

小腸の100倍の腸内細菌が暮らしている大腸にはパネート細胞が存在しない代わりに、より多くの杯細胞が位置し、圧倒的に厚い粘液層に覆われている。腸管側に位置し、ムチンが密に詰まっている内粘液層と、腸内細菌のプロテアーゼによって緩んだ外粘液層の二層に分けることができる。腸内細菌は外粘液層にのみ生息し、内粘液層は無菌状態が保たれている。

ムチン遺伝子に異常を持つマウスは粘液層を欠いており、腸管上皮細胞に細菌が侵入しやすいことが報告されている。

粘液分泌制御

腸内細菌から腸管上皮を防御するという粘液の役割を支える為、杯細胞は自然免疫に関与するTol様受容体やNod様受容体といった分子で細菌由来の物質を認識すると、粘液の放出を促進することができる。また、腸内細菌が産生する酢酸・プロピオン酸などの短鎖脂肪酸にも反応して粘液分泌を亢進する。




参考

腸管上皮細胞と腸内細菌との相互作用
http://leading.lifesciencedb.jp/5-e007


看護roo 気道は何をしているの?

New developments in goblet cell mucus secretion and function (Birchenough et al, 2015)

B細胞
(B cell)

○B細胞とは


B細胞は、抗体を産生する免疫細胞である。造血幹細胞が骨髄(Bone marrow)で成熟して形成される。T細胞とともに、リンパ節でよく見られるリンパ球の一つに分類される。


関連:T細胞

B
図1 B細胞の分類




○B細胞の分化成熟

B細胞は、造血幹細胞からプロB細胞・プレB細胞を経て形成され、細胞膜上に抗体IgM・IgDをBCR(B細胞受容体)として発現した状態でリンパ節に移行する。


抗体は重鎖・軽鎖から構成されており、プロB細胞の段階で抗体重鎖(H)の、プレB細胞で軽鎖(L)の遺伝子再構成が行われ、多様性が担保されている。


リンパ節に移行したB細胞は、BCRに結合する抗原分子を取り込み、MHCクラス2と呼ばれる分子に提示する。提示された抗原をヘルパーT細胞が認識すると活性化され、B細胞は形質細胞・メモリーB細胞へと成熟し、増殖する。


B細胞の分化には、ヘルパーT細胞の一種であるTh2細胞が分泌するIl-6などのTh2サイトカインや、B細胞膜のCD40とT細胞のCD40Lの結合が重要である。

関連:T細胞

○形質細胞

膜型免疫グロブリンやMHC2が消失し、抗体を分泌するようになった状態を形質細胞(プラズマ細胞)という。一般的に数日で死滅する。


抗体タンパク質の翻訳は粗面小胞体で行われ、ジスルフィド化などの修飾を受けたのち、ゴルジ体に移行する。ゴルジ体において、一部の抗体は多量体化し、小胞輸送によって分泌される。


B

図2 抗体(赤)を産生するB細胞
  The scientist magazine より

○メモリーB細胞

ヘルパーT細胞によって活性化されたB細胞の一部は形質細胞ではなくメモリーB細胞へと変化し、抗原の再侵入に備える役割を果たしている。スペイン風邪の事例から、寿命は最大で90年にもなると考えられている。


形質細胞に比べて抗原との親和性が低いBCRを発現するB細胞がメモリーB細胞となりやすく、またBach2という転写因子を高発現していることが明らかになった。

○抗体の役割

Y字型の構造をとっている抗体は、2本の軽鎖と2本の重鎖の計4本のペプチドから構成され、互いにジスルフィド結合によって繋がっている。抗原の種類に関係なく同じ構造を持つ定常部と、対応する抗原に応じて異なる可変部からなる。パパインという酵素によって抗体を切断すると、定常部を含むFcフラグメントと、可変部を含むFabフラグメントの二つに分かれる。


抗体の役割はオプソニン化補体活性化による液性免疫である。オプソニン化はマクロファージなどの食細胞による貪食を促進する働きである。食細胞は抗体のFcを受容するタンパク質を発現しており、抗体と結合することで病原体を認識しやすくなる。

関連:マクロファージ


補体も抗体と同様にオプソニン化の働きを持つ。また補体には膜侵襲複合体を形成し、病原体の細胞膜を貫通させて破壊する働きを持つ。抗体を土台として補体が集積し、これらの機能を発揮する。

Antibody
図3 抗体の構造

Y字型の下部が定常部、抗原と結合する部位が可変部である。


○クラススイッチ

抗体は重鎖のタンパク質の種類(μ δ ε α γ)に応じて、IgM、IgD、IgE、IgA、IgGという5つのクラスに分類することができる。血清に最も多く含まれる抗体は、IgGクラスのものである。


成熟前のB細胞は膜上にIgM,IgDをBCRとして発現し、成熟直後の形質細胞はIgMを分泌する。IgMは五量体として機能し、補体活性化の機能が強い。


サイトカインなどの刺激を受けると、μのエキソンを含む遺伝子領域がDNA上から切り出され、その下流のエキソンが翻訳されるようになる。遺伝子の切り出しの長さに応じてクラスが変化し、これをクラススイッチという。


IgGはオプシン化の機能が強く、IgAは粘膜系の免疫に、IgEはアレルギーにと、それぞれに独自の役割を果たす。IgDの役割は解明されていない。



○参考


大阪大学 メモリーB細胞
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20160510_1

Distinct cellular pathways select germline-encoded and somatically mutated antibodies int immunological memory

M-hub 抗体を理解しよう
https://m-hub.jp/biology/1008/structure-and-subclasses-of-antibody


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