線維芽細胞

線維芽細胞と線維細胞は、同じ細胞の2つの状態であり、前者は活性化状態、後者は維持と組織代謝に関わる非活性状態である。現在では、両方の形態を線維芽細胞と呼ぶ傾向がある。細胞生物学では、幹細胞または代謝が活性化している細胞を示すために接尾辞「-blast」が用いられる。

線維芽細胞は形態的に不均一で、その位置や活動に応じて様々な外観を呈する。形態的には目立たないものの、異所的に移植された線維芽細胞は、少なくとも数世代にわたって、以前に存在していた場所や組織の状況に関する位置記憶を保持することが多い。 ^{[ 5 ]}この驚くべき挙動は、まれに線維芽細胞がそこに過度に停滞した場合に不快感を引き起こす可能性がある。

線維芽細胞の主な機能は、細胞外マトリックス（ECM）の前駆体を継続的に分泌することで結合組織の構造的完全性を維持することであり、基質や様々な線維といったすべての構成要素を提供する。ECMの組成は、結合組織の物理的特性を決定する。

他の結合組織細胞と同様に、線維芽細胞は原始間葉から派生しています。そのため、線維芽細胞は中間径フィラメントタンパク質であるビメンチンを発現し、これは線維芽細胞が中胚葉由来であることを区別するためのマーカーとして使用されます。^{[ 6 ]}しかし、この検査は特異的ではなく、接着基質上で試験管内で培養された上皮細胞も、しばらくするとビメンチンを発現する可能性があります。

特定の状況下では、上皮細胞が線維芽細胞に分化することがあり、この過程は上皮間葉転換と呼ばれる。

逆に、線維芽細胞は、状況によっては間葉系から上皮系への移行を経て、凝縮した極性のある側方連結した真の上皮シートを形成することで、上皮細胞へと分化することがある。この過程は、多くの発生過程（例えば、ネフロンや脊索の発生）だけでなく、創傷治癒や腫瘍形成においても見られる。

線維芽細胞は、構造成分としての一般的な役割に加えて、組織損傷に対する免疫応答において重要な役割を果たします。侵入微生物が存在する場合、線維芽細胞は炎症の開始における初期段階の担い手です。線維芽細胞は、表面に受容体を提示することでケモカイン合成を誘導します。免疫細胞はこれに反応し、侵入微生物を排除するための一連の反応を開始します。線維芽細胞の表面にある受容体は、造血細胞の調節も可能にし、免疫細胞が線維芽細胞を調節するための経路を提供します。^{[ 8 ]}

腫瘍関連宿主線維芽細胞（TAF）などの線維芽細胞は、TAF由来のECM成分および調節因子を介して免疫調節において重要な役割を果たします。TAFは、腫瘍における炎症反応および免疫抑制において重要であることが知られています。TAF由来のECM成分は、ECM組成の変化を引き起こし、ECMリモデリングを開始します。^{[ 9 ]} ECMリモデリングは、ECMの分解につながる可能性のある酵素活性の結果としてのECMの変化として説明されます。腫瘍の免疫調節は、ECMが重要な臓器の増殖、分化、形態形成などのさまざまな機能の調節に関与しているため、主にECMリモデリングによって決定されます。^{[ 10 ]}多くの腫瘍タイプ、特に上皮細胞に関連する腫瘍では、ECMリモデリングが一般的です。 TAF由来のECM成分の例としては、慢性炎症部位や癌部位にそれぞれ見られるテネイシンとトロンボスポンジン-1（TSP-1）が挙げられる。^{[ 9 ]}

腫瘍の免疫調節は、TAF由来の調節因子によっても起こり得る。これらの調節因子はTAF由来のECM成分と似ているように聞こえるかもしれないが、ECMの変動とターンオーバーに関与しているという点で異なっている。切断されたECM分子は免疫調節において重要な役割を果たす可能性がある。マトリックスメタロプロテアーゼやuPAシステムなどのプロテアーゼはECMを切断することが知られている。これらのプロテアーゼは線維芽細胞由来である。^{[ 9 ]}

マウス胚線維芽細胞（MEF）は、ヒト胚性幹細胞^{[ 11 ]} 、誘導多能性幹細胞、および初代上皮細胞培養^{[ 12 ]}を用いた研究において、支持的な「フィーダー細胞」としてよく使用されます。しかし、多くの研究者は、臨床グレード製品の開発を促進するために、MEFを段階的に廃止し、成分が厳密に定義された培養培地に置き換えようとしています^{[ 13 ] 。}

幹細胞由来組織や初代上皮細胞の臨床応用の可能性を考慮して、MEFフィーダーの代替としてヒト線維芽細胞の使用が研究されてきた。^{[ 14 ]}線維芽細胞は通常、幹細胞の多能性を維持するために使用されるが、幹細胞を心筋細胞などの特定の種類の細胞に分化させるためにも使用できる。^{[ 15 ]}

体内のさまざまな解剖学的部位の線維芽細胞は、免疫メディエーターやタンパク質をコードする多くの遺伝子を発現します。^{[ 16 ]}これらの免疫応答のメディエーターは、造血免疫細胞との細胞間コミュニケーションを可能にします。^{[ 17 ]}線維芽細胞などの非造血細胞の免疫活性は、「構造免疫」と呼ばれます。^{[ 16 ] [ 18 ]}免疫学的課題への迅速な応答を促進するために、線維芽細胞は構造細胞免疫応答の重要な側面をエピゲノムにコード化します。