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| 杯細胞 | |
|---|---|
 杯細胞のクローズアップ模式図。細胞のさまざまな内部構造を示しています。 | |
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| 詳細 | |
| システム | 呼吸器系 |
| 形 | 単純な円柱状 |
| 関数 | ムチン産生上皮細胞 |
| 識別子 | |
| ラテン | exocrimohsinoctus caliciformis |
| メッシュ | D020397 |
| TH | H3.04.03.0.00009、H3.04.03.0.00016、H3.05.00.0.00006 |
| ＦＭＡ | 13148 |
| 微細解剖学の解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
杯細胞は単純な円柱上皮細胞で、下部消化管のムチン2や呼吸器のムチン5ACのようなゲル形成ムチンを分泌する。 [1]杯細胞は主にメロクリン分泌法を用いて小胞を管内に分泌するが、ストレスを受けるとアポクリン分泌法を用いて分泌物を芽生えさせることもある。[2]杯という用語は、細胞が杯のような形をしていることに由来する。頂端部分は豊富な粘液顆粒で膨らんでカップのような形をしている。基底部にはこれらの顆粒がなく、茎のような形をしている。
杯細胞は高度に分極しており、核やその他の細胞小器官は細胞基部に集中し、ムチンを含む分泌顆粒は頂端面に集中しています。[1]頂端細胞膜は短い微絨毛を突出させ、分泌のための表面積を増やしています。[3]
杯細胞は、典型的には呼吸器、生殖器、下部消化管に存在し、他の円柱細胞に囲まれています。[1] 呼吸器上皮の気道基底細胞が杯細胞に偏って分化することが、慢性気管支炎や喘息など多くの呼吸器疾患でみられる粘液過剰分泌として知られる過剰な粘液産生に重要な役割を果たしています。[4] [5]
構造
杯細胞は、腸管や呼吸器などの臓器の上皮層に散在しています。[6]杯細胞は、呼吸器の気管、気管支、細気管支、小腸、大腸、上まぶたの結膜に存在します。結膜では、杯細胞は涙液中のムチンの供給源であり、また、さまざまな種類のムチンを眼表面に分泌します。涙腺では、粘液は腺房細胞によって合成されます。[7]
微細解剖学
杯細胞は単純な円柱上皮細胞で、高さは幅の4倍である。杯細胞の細胞質は、大きなムチン顆粒によって細胞体の基底端に向かって移動する傾向がある。ムチン顆粒は、顆粒と核の間にあるゴルジ体に沿って細胞の頂端表面近くに蓄積する。これにより、核内の核酸とヘマトキシリンによる粗面小胞体染色により、細胞の基底部は好塩基性染色される。顆粒内のムチンは、主にこれらの炭水化物に富むタンパク質が顕微鏡サンプルの準備中に洗い流されるため、通常の組織学切片では淡く染色される。しかし、 PAS染色法では簡単に染色され、マゼンタ色に染まる。[8] [9]
ムシカルミン染色では、杯細胞体内に濃い赤色のムチンが見られます。杯細胞は、以下の例で、より大きく、より淡い色の細胞として見られます。
関数
杯細胞の主な役割は、粘液を分泌して、その存在する粘膜を保護することです。杯細胞は、主に炭水化物で形成される大きな糖タンパク質であるムチンを分泌することでこれを実現します。ムチンのゲル状の性質は、グリカン（結合した炭水化物）が比較的大量の水を引き付けることによって生じます。[10]ヒトの腸の内面では、ムチンは200μmの厚さの層を形成し（他の動物ではより薄い）、臓器の壁を潤滑し保護します。[11]
異なる臓器では異なる形態のムチンが生成されます。MUC2は腸で多く見られますが、MUC5ACとMUC5Bはヒトの気道で見られる主な形態です。[12]気道では、粘液は粘液繊毛クリアランスと呼ばれるプロセスで呼吸上皮の繊毛によって掃き出され、肺から咽頭へと送り出され、その結果、気道から破片や病原体が除去されます。[13] MUC5ACは過敏性肺炎で過剰発現しています。[13]
ムチンは、既存の粘液層を修復し置き換えるために、杯細胞によって継続的に生成され、分泌されます。[13]ムチンは、臓器の腔 に放出される前に杯細胞内の顆粒に蓄えられます。 [10]気道でのムチン分泌は、制御された分泌によって起こる可能性があります。[14]分泌は、特に気道内のほこりや煙 などの刺激物によって刺激される可能性があります。[12]その他の刺激物には、ウイルスや細菌などの 微生物があります。
杯細胞数の異常はムチン分泌の変化と関連しており、喘息患者に見られる多くの異常、例えば粘液過剰分泌による気道閉塞や、最終的には肺機能喪失などを引き起こす可能性がある。[13] MUC5ACの過剰発現だけでは喘息患者に見られる病態生理学は引き起こされない。過剰な産生と分泌速度が、繊毛や咳の作用では除去できない粘液の形成につながる。[13]これに加えて気道狭窄が気道閉塞につながり、治療しないと健康に悪影響を及ぼす可能性がある。[13]
粘液を分泌する細胞は他にもある（胃の小窩細胞など）[15]が、これらは組織学的には杯細胞とは区別される。
経口耐性における役割
経口寛容とは、食物由来の抗原に対する免疫系の反応が妨げられるプロセスである。食物由来のペプチドが腸管から血流に入り、理論上は免疫反応を引き起こす可能性があるためである。 2012年にネイチャー誌に発表された論文は、このプロセスにいくらか光を当て、杯細胞がこのプロセスに関与していることを示唆した。[16]粘膜固有層のCD103発現樹状細胞が経口寛容の誘導に関与していることは知られており（おそらく制御性T細胞の分化を誘導することによって）、この論文は杯細胞がこれらのCD103 +樹状細胞に抗原を優先的に送達するように作用することを示唆している。[16]
臨床的意義
アレルギー性喘息
アレルギー性喘息患者に見られる過剰な粘液産生は、気道上皮細胞がムチン産生杯細胞に分化する杯細胞化生によるものです。 [17]これらの細胞は粘液MUC5ACとMUC5Bという濃いムチンを産生し、気道を詰まらせ、喘息の特徴である気道閉塞を引き起こします。[17]
アレルギー性喘息における杯細胞化生は、サイトカイン IL-13の作用によるものです。IL -13はIL-4Rα受容体に結合し、STAT6シグナル伝達応答を開始します。[18] IL-13の結合は、 IL-4Rαのチロシン残基のリン酸化を引き起こします。[18]これにより、 STAT6モノマーのドッキングが起こり、それ自体がリン酸化されてから受容体を離れ、細胞質内でSTAT6ホモ二量体を形成します。 [18]これらのホモ二量体はその後核に入り、DNAの調節要素に結合して、粘液生成に関与する特定の遺伝子の転写に影響を与えます。 [18]
IL-13によるSTAT6シグナル伝達の誘導は、不飽和脂肪酸の分解に関与する酵素である15-リポキシゲナーゼ（15-LO-1）の発現の増加につながる。 [19] 15-リポキシゲナーゼはリン脂質に結合して作用し、ヒドロペルオキシ代謝物とエポキシ代謝物を生成する。[19]そのような代謝物の1つである15-ヒドロキシエイコサテトラノン酸（15-HETE）は細胞内に放出され、リン脂質成分であるホスファチジルエタノールアミンと共役する。 [19] 15-HETE-PEはムチンMUC5ACの発現を誘導する。[19]
杯細胞カルチノイド
杯細胞カルチノイドは、杯細胞と神経内分泌細胞の両方の過剰な増殖の結果として形成されるまれな腫瘍の一種です。これらの腫瘍の大部分は虫垂に発生し、より一般的な急性虫垂炎に似た症状を呈することがあります。[20]局所性杯細胞腫瘍の主な治療は虫垂の切除ですが、右半結腸の切除も行われることがあります。[21]播種性腫瘍は、手術に加えて化学療法による治療が必要になる場合があります。 [20]
異形成
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バレット食道は食道が腸上皮に化生したものであり、杯細胞の存在が特徴です。[22]
治療
モノクローナル抗体
IL-13に対するモノクローナル抗体を投与されたマウスの研究では、喘息患者の杯細胞の発現が減少する結果が出ています。[23]抗IL-13モノクローナル抗体を使用する治療法には、トラロキヌマブやレブリキズマブなどがあります。[23]これらの治療法は喘息患者の症状の改善が示されていますが、抗IL-13モノクローナル抗体の使用には依然として限界があります。[23]デュピルマブは、 IL-4とIL-13の共有受容体であるIL4Rαを標的とする新しい薬剤です。[23] IL-4とIL-13は相互に関連する生物学的活性を持っているため、デュピルマブは両方のインターロイキンを標的とするため、より効果的な治療法です。[23]
歴史
この細胞は、1837年にヘンレが小腸の内壁を研究していたときに初めて記録され、 1857年に魚の表皮を調べていたライディッヒによって粘液産生細胞として発見され、1867年にシュルツェによって命名されました。 [24] [25]シュルツェは、この細胞の粘液産生機能が不明であったため、機能名ではなく細胞の形状から「ゴブレット」という説明的な名前を選択しました。[25]
現在、これらの細胞は、CacoGobletなどのさまざまなキットを使用して薬物標的の腸管吸収を評価するために研究室で使用されています。[26]
参照
参考文献
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外部リンク
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