造血

造血（/ h ɪ ˌ m æ t ə p ɔɪ ˈ iː s ɪ s , ˌ h iː m ə t oʊ -, ˌ h ɛ m ə -/ ; ^{[1] [2]}古代ギリシャ語の αἷμα ( haîma )「 血」とποιεῖν ( poieîn )  「作る」に由来。アメリカ英語ではhematopoiesisとも呼ばれ、時にはh(a)emopoiesisとも呼ばれる）は、血液細胞成分の形成である。すべての血液細胞成分は造血幹細胞に由来する。^[3]健康な成人では、約100億（10 ¹⁰）から1000億（10¹¹）末梢循環の定常レベルを維持するために、1日に新しい血液細胞が生産されます。 ^{[4] [5] [ページが必要]}

造血幹細胞（ HSC）は骨髄に存在し、成熟した血液細胞の種類や組織すべてを生み出す独自の能力を持っています。^[3] HSCは自己複製細胞です。分化しても、娘細胞の少なくとも一部はHSCとして残るため、幹細胞のプールは枯渇しません。^[6]この現象は非対称分裂と呼ばれています。^[7] HSCの他の娘細胞（骨髄系およびリンパ系前駆細胞）は、1つまたは複数の特定の種類の血液細胞の生成につながる他の分化経路のいずれかに従うことができますが、自己複製することはできません。前駆細胞のプールは不均一であり、長期自己複製HSCと一時的にのみ自己複製するHSC（短期とも呼ばれます）の2つのグループに分けられます。^[8]これは体内で主要な生命維持プロセスの1つです。

すべての血液細胞は3つの系統に分かれています。^[9]

• 赤血球は、赤血球とも呼ばれ、酸素を運ぶ細胞です。赤血球は機能しており、血液中に放出されます。未熟な赤血球である網状赤血球の数から、赤血球生成速度の推定値が得られます。
• リンパ球は適応免疫システムの基礎です。リンパ球は共通リンパ系前駆細胞から派生します。リンパ系譜はT 細胞、B 細胞、ナチュラル キラー細胞で構成されています。これがリンパ球生成です。
• 骨髄系細胞には、顆粒球、巨核球、単球、マクロファージなどがあり、共通骨髄前駆細胞から派生し、自然免疫や血液凝固などの多様な役割に関与しています。これが骨髄造血です。

顆粒球生成（または顆粒球生成）は、顆粒球であるが髄外成熟した肥満細胞を除いた顆粒球の造血である。 ^[10]

血栓形成とは、血小板（血球）の造血です。

1948年から1950年にかけて、血液および造血器官の細胞および疾患の命名法の明確化に関する委員会は、血液細胞の命名法に関する報告書を発表しました。^{[11] [12]}用語の概要を、開発の初期段階から最終段階まで以下に示す。^{[引用が必要]}

• [ルート]ブラスト
• プロ[語源]サイト
• [ルート]サイト
• メタ[根]細胞
• 成熟細胞名

赤血球コロニー形成単位 (CFU-E) の語源は「rubri」、顆粒球単球コロニー形成単位 (CFU-GM) の語源は「granulo」または「myelo」および「mono」、リンパ球コロニー形成単位 (CFU-L) の語源は「lympho」、巨核球コロニー形成単位 (CFU-Meg) の語源は「megakaryo」です。この用語によると、赤血球形成の段階は、rubriblast、prorubricyte、rubricyte、metarubricyte、erythrocyte となります。ただし、現在最も普及している命名法は次のようです。

破骨細胞は、単球/好中球系の造血細胞、具体的には CFU-GM からも発生します。

胎児の発育中、造血は卵黄嚢内の血球の集合体で起こり、これを血島と呼ぶ。発育が進むにつれて、脾臓、肝臓、リンパ節で造血が起こる。^[13]骨髄が発達すると、最終的には全身の血球のほとんどを形成する役割を担うようになる。^[3]しかし、リンパ球の成熟、活性化、増殖は脾臓、胸腺、リンパ節で起こる。小児では、造血は大腿骨や脛骨などの長骨の骨髄で起こる。成人では、主に骨盤、頭蓋骨、椎骨、胸骨で起こる。^[14]

場合によっては、肝臓、胸腺、脾臓が必要に応じて造血機能を再開することがあります。これは髄外造血と呼ばれます。これにより、これらの臓器のサイズが大幅に増加する可能性があります。胎児の発育中は、骨、ひいては骨髄が後から発達するため、肝臓が主要な造血臓器として機能します。そのため、肝臓は発育中に大きくなります。^[15]髄外造血と骨髄造血は、成人期の心血管疾患や炎症において白血球を供給する可能性があります。 ^{[16] [17]}脾臓マクロファージと接着分子は、心血管疾患における髄外骨髄細胞生成の調節に関与している可能性があります。^{[18] [19]}

幹細胞が成熟するにつれて、遺伝子発現が変化し、幹細胞がなれる細胞の種類が制限され、特定の細胞の種類に近づきます (細胞分化)。これらの変化は、細胞表面のタンパク質の存在をモニタリングすることで追跡できることが多いです。連続した変化により、細胞は最終的な細胞の種類に近づき、異なる細胞の種類になる可能性がさらに制限されます。^{[引用が必要]}

造血については、決定論と確率論という2つのモデルが提案されている。^[20]骨髄中の幹細胞と他の未分化血液細胞については、その決定は一般に造血の決定論によって説明され、コロニー刺激因子と造血微小環境の他の因子が、細胞が特定の細胞分化経路に従うように決定する、とされている。^[3]これは、造血を説明する古典的な方法である。確率 論では、未分化血液細胞はランダムに特定の細胞タイプに分化する。この理論は、マウス造血前駆細胞の集団内で、幹細胞因子であるSca-1の分布の根底にある確率的変動によって、集団が細胞分化のさまざまな速度を示すグループに細分化されることを示す実験によって裏付けられている。例えば、エリスロポエチン（赤血球分化因子）の影響下では、細胞群（Sca-1 レベルによって定義）は、残りの細胞群よりも 7 倍高い速度で赤血球に分化しました。 ^[21]さらに、この細胞群は成長を許されると元の細胞群を再構築することが示され、これが確率的かつ可逆的なプロセスであるという理論を裏付けています。確率性が重要になる可能性があるもう 1 つのレベルは、アポトーシスと自己再生のプロセスです。この場合、造血微小環境が優勢となり、一部の細胞は生き残り、一方で一部の細胞はアポトーシスを起こして死にます。^[3]異なる細胞タイプ間のこのバランスを調整することで、骨髄は最終的に生成されるさまざまな細胞の量を変えることができます。^[22]

健康なヒトでは、赤血球と白血球の産生が非常に正確に制御されており、感染時には白血球の産生が急速に増加する。これらの細胞の増殖と自己複製は、成長因子に依存する。造血細胞の自己複製と発達における主要な役割を担うものの1つが幹細胞因子（SCF）であり、^[25]これはHSC上のc-kit受容体に結合する。SCFがないと致命的となる。増殖と成熟を制御する重要な糖タンパク質成長因子としては、インターロイキン IL-2、IL-3、IL-6、IL-7などがある。コロニー刺激因子（CSF）と呼ばれるその他の因子は、特異的にコミットされた細胞の産生を刺激する。3つのCSFは、顆粒球マクロファージCSF（GM-CSF）、顆粒球CSF（G-CSF）、マクロファージCSF（M-CSF）である。^[26]これらは顆粒球形成を刺激し、前駆細胞または最終産物細胞のいずれかに活性である。 ^[要出典]

エリスロポエチンは骨髄前駆細胞が赤血球になるために必要です。^[23]一方、トロンボポエチンは骨髄前駆細胞を巨核球（血小板形成細胞）に分化させます。^[23]右の図はサイトカインとそれが生成する分化した血液細胞の例を示しています。^[27]

成長因子はシグナル伝達経路を開始し、転写因子の活性化につながる。成長因子は、因子の組み合わせと細胞の分化段階に応じて異なる結果を引き起こす。例えば、 PU.1の長期発現は骨髄へのコミットメントをもたらし、PU.1活性の短期誘導は未熟な好酸球の形成につながる。^{[28]最近、} NF-κBなどの転写因子は造血においてマイクロRNA （例：miR-125b）によって制御できることが報告された。^[29]

HSC から多能性前駆細胞 (MPP) への分化における最初の重要な役割を担うのは、転写因子 CCAAT エンハンサー結合タンパク質 α ( C/EBP α) です。C/EBPα の変異は急性骨髄性白血病と関連しています。^[30]この時点から、細胞は赤血球系巨核球系統、またはリンパ系および骨髄系の系統 (リンパ系プライミング多能性前駆細胞と呼ばれる共通の前駆細胞を持つ) に沿って分化することができます。主な転写因子は 2 つあります。赤血球系巨核球系統の PU.1 と、リンパ系プライミング多能性前駆細胞につながるGATA-1です。^[31]

その他の転写因子には、Ikaros ^[32] ( B細胞の発生)、Gfi1 ^[33] ( Th2の発生を促進しTh1を阻害)、IRF8 ^[34] (好塩基球および肥満細胞) などがあります。重要なことに、特定の因子は造血のさまざまな段階で異なる反応を引き起こします。たとえば、好中球の発生におけるCEBPα、単球および樹状細胞の発生におけるPU.1などです。プロセスは一方向ではなく、分化した細胞が前駆細胞の特性を取り戻す可能性があることに注意することが重要です。^[1]

一例として、PAX5因子が挙げられます。これはB細胞の発達に重要であり、リンパ腫に関連しています。^[35]驚くべきことに、pax5条件付きノックアウトマウスでは、末梢成熟B細胞が早期骨髄前駆細胞に脱分化することが可能でした。これらの知見は、転写因子が開始因子としてだけでなく、分化レベルの世話人としても機能することを示しています。^[36]

転写因子の変異は、急性骨髄性白血病（AML）や急性リンパ性白血病（ALL）などの血液がんと密接に関連しています。たとえば、イカロスは多くの生物学的イベントの調節因子として知られています。イカロスを持たないマウスは、B細胞、ナチュラルキラー、T細胞を欠いています。^[37]イカロスには6つのジンクフィンガードメインがあり、4つは保存されたDNA結合ドメインで、2つは二量体化用です。^[38]非常に重要な発見は、異なるジンクフィンガーがDNAの異なる場所への結合に関与しており、これがイカロスの多面的効果とがんへの異なる関与の理由ですが、主にBCR-Abl患者に関連する変異であり、予後不良マーカーです。^[39]

一部の脊椎動物では、腸、脾臓、腎臓など、結合組織の間質が緩く血液供給が遅い場所であればどこでも造血が起こる可能性がある。^[40]

真獣類の哺乳類とは異なり、新生有袋類の肝臓は活発に造血を行っている。^{[41] [42] [43] [44]}

• クローン造血
• 赤血球生成刺激剤
• 造血刺激薬:
  • 顆粒球コロニー刺激因子
  • 顆粒球マクロファージコロニー刺激因子
• 白血球の血管外漏出

• ゴディン、イザベル、クマノ、アナ編（2006）。造血幹細胞の発達。シュプリンガー。ISBN 978-0-306-47872-7。

Scholia には、造血に関するトピックプロファイルがあります。

• KEGGにおける造血細胞系統
• 造血と骨髄組織学