Loading article…
| ネオブラスト | |
|---|---|
 プラナリアSchmidtea mediterraneaにおける新生細胞の分布。新生細胞は咽頭 (青い矢印) と頭の先端を除いて、体全体に見られます。新生細胞は赤で表示されています。緑の表示は分裂中の新生細胞を示しています。 | |
| 詳細 | |
| 生じる | 芽体 |
| 解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
新生芽細胞（ˈniːəʊˌblæst）は、扁形動物のプラナリアに見られる成体幹細胞である。プラナリアで分裂する唯一の細胞であり、生殖細胞を含むすべての細胞型を生成する。[1] [2]新生芽細胞はプラナリアの実質に豊富に存在し、全細胞の最大30％を占める。 [1]損傷後、新生芽細胞は急速に分裂して新しい細胞を生成するため、プラナリアは失われた組織を再生することができる。 [ 1 ]
特徴
新生芽細胞は、プラナリアに豊富に存在する体性成体幹細胞です。形態学的には、新生芽細胞は丸くて小さく、5～10μmで、大きな核とわずかな細胞質を持っています。[1]新生芽細胞はプラナリアで分裂する唯一の細胞です。[3]新生芽細胞は、器官系の外側の全身のプラナリア実質に見られます。[1]新生芽細胞がまったく存在しない唯一の領域は、咽頭と頭の先端です。[4]
胚形成
分裂する新生細胞によって生成された新しい細胞が再生芽体を形成する。[5]損傷から数時間後、創傷反応が開始される。[5]初期の創傷反応は、細胞分裂数の増加と損傷反応遺伝子の発現によって特徴付けられる。[6]損傷した特定の組織の再生に必要な遺伝子の発現は、損傷から数日後に観察される。[5]遺伝子発現の変化に続いて、芽体が急速に成長し、新しい機能組織が出現する。[5]
分子特性
染色体小体の構成要素
新生芽細胞には染色体小体があり、これはリボ核タンパク質複合体で構成された電子密度の高い構造で、新生芽細胞の維持に関与していると考えられています。染色体小体にはDjCBC-1とSpolTud-1という2つのタンパク質成分が見つかっており、これらは他の生物の生殖細胞の増殖に関与するタンパク質と相同性があります。[7]
Piwiと新生芽細胞における小さなRNAの相互作用
アルゴノート Piwiサブファミリーのタンパク質と、それらと相互作用する小さな RNA は、生殖細胞の発生、細胞のターンオーバー、エピジェネティック制御、転移因子の抑制に不可欠です。新生芽細胞は 3 つの Piwi ホモログを発現し、Piwi ホモログsmedwi-1の発現は、新生芽細胞を他の体細胞と区別するために使用されます。[8]他の 2 つの Piwi ホモログ、smedwi-2とsmedwi-3 の発現は、新生芽細胞に不可欠です。[8] [9] smedwi-2またはsmedwi-3遺伝子発現の阻害は、再生を阻害し、組織の維持を損ない、死に至ります。[8] [9]
ネオブラストの専門化
遺伝子smedwi-1は全ての新生芽細胞で発現している。[6]
新生細胞にはゼータとシグマと呼ばれる2つの異なる集団があります。[6] ゼータとシグマの新生細胞は形態学的には類似していますが、異なる遺伝子の発現が特徴です。シグマの新生細胞は脳、腸、筋肉、排泄、咽頭、眼の細胞型を生成します。また、ゼータの新生細胞になる細胞も生成します。ゼータの新生細胞はその後、他の表皮細胞型を発達させます。[6]
新生細胞に影響を与えるシグナル伝達経路
Wntシグナル経路の活性はプラナリアの前後軸を制御します。Wnt経路エフェクターをコードする遺伝子Smed-betacatenin-1の解析により、前後軸の制御におけるその役割が明らかになりました。[10] Smed-betacatenin-1の発現は後部のアイデンティティを持つ組織の生成に必要であり、Smed-betacatenin-1の発現を阻害すると、動物は後部（例：尾）ではなく前部組織（例：頭部）を再生します。[10]
歴史
プラナリアを使った再生研究は1800年代後半に始まり、 20世紀初頭にTHモーガンによって普及しました。[11] アレハンドロ・サンチェス・アルバラードとフィリップ・ニューマークは、20世紀初頭にプラナリアをモデル遺伝子生物に変え、再生の分子メカニズムを研究しました。[12]モーガンは、プラナリアの279分の1に相当する部分[11]、またはわずか10,000個の細胞を含む断片が、1～2週間以内に新しい虫に再生できることを発見しました。[13]モーガンはまた、扁形動物の頭と尾の両方を切り取った場合、中央の節では以前の前端から頭が再生し、以前の後端から尾が再生することを発見しました。
Schmidtea mediterranea は、二倍体染色体と無性生殖株および有性生殖株の両方が存在することから、研究対象として好まれる種として浮上しました。 [14]二本鎖RNA技術を用いた最近の遺伝子スクリーニングにより、 S. mediterraneaの再生に影響を与える240個の遺伝子が発見されました。これらの遺伝子の多くは、ヒトゲノムに相同遺伝子を持っています。 [15]
応用
新生細胞の研究は、幹細胞と組織変性のメカニズムと機能の解明に役立ちます。プラナリアは数日で小片から体のどの部分でも再生することができ、多くの成体幹細胞を持っています。培養しやすく、大きな集団に成長します。そのタンパク質は人間のタンパク質に似ています。RNA干渉は、二本鎖RNAに餌を与えたり、注射したり、浸したりすることで行われます。シュミテア・メディテラネアのゲノムは配列決定されています。ヒトでは、出生後に多能性幹細胞が残っていることは知られていません。[16]
プラナリア研究の共同研究コミュニティであるEuroPlanNetは2010年5月に発足した。[16]
参考文献
- ^ abcde Rink JC (2018). 「プラナリアの幹細胞、パターン形成、再生：生物スケールでの自己組織化」 Rink JC (編)プラナリア再生。分子生物学の方法。第1774巻。ニューヨーク、NY：Springer New York。pp. 57–172。doi ： 10.1007 / 978-1-4939-7802-1_2。ISBN 978-1-4939-7800-7. PMID 29916155 . 2023年12月3日閲覧。
- ^ Sánchez Alvarado, Alejandro; Kang, Hara (2005年4月25日). 「プラナリア Schmidtea mediterranea の多細胞性、幹細胞、新生細胞」.実験細胞研究. 306 (2): 299–308. doi :10.1016/j.yexcr.2005.03.020. PMID 15925584.
- ^ Reddien PW、Sánchez Alvarado A (2004)。「プラナリア再生の基礎」。Annual Review of Cell and Developmental Biology。20 :725–757。doi :10.1146/annurev.cellbio.20.010403.095114。PMID 15473858 。
- ^ Reddien PW (2013年3月). 「特殊化した前駆細胞と再生」.発達. 140 (5): 951–957. doi :10.1242/dev.080499. PMC 3583037. PMID 23404104 .
- ^ abcd Reddien PW (2018年10月). 「プラナリア再生の細胞および分子基盤」. Cell . 175 (2): 327–345. doi :10.1016/j.cell.2018.09.021. PMC 7706840. PMID 30290140 .
- ^ abcd Barresi M、Gilbert S（2019年7月）。発達生物学（第12版）。オックスフォード大学出版局。ISBN 978-1605358222。
- ^ Yoshida-Kashikawa M, Shibata N, Takechi K, Agata K (2007年12月). 「RCK/p54/Me31Bファミリーの保存されたDEADボックスRNAヘリカーゼであるDjCBC-1は、プラナリア幹細胞およびニューロンのRNAタンパク質複合体の構成要素である」。Developmental Dynamics . 236 (12): 3436–3450. doi : 10.1002/dvdy.21375 . PMID 17994545. S2CID 35919013.
- ^ abc Reddien, Peter W.; Oviedo, Néstor J.; Jennings, Joya R.; Jenkin, James C.; Alvarado, Alejandro Sánchez (2005 年 11 月 25 日). 「SMEDWI-2 はプラナリア幹細胞を制御する PIWI 様タンパク質である」. Science . 310 (5752): 1327–1330. Bibcode :2005Sci...310.1327R. doi :10.1126/science.1116110. ISSN 0036-8075. PMID 16311336.
- ^ ab Palakodeti, Dasaradhi; Smielewska, Magda; Lu, Yi-Chien; Yeo, Gene W.; Graveley, Brenton R. (2008年5月2日). 「PIWIタンパク質SMEDWI-2およびSMEDWI-3はプラナリアにおける幹細胞機能とpiRNA発現に必要である」. RNA . 14 (6): 1174–1186. doi :10.1261/rna.1085008. ISSN 1355-8382. PMC 2390803. PMID 18456843 .
- ^ ab Petersen CP、Reddien PW (2008 年 1 月)。「Smed-betacatenin-1 はプラナリア再生における前後芽体の極性に必要である」。Science。319 ( 5861 ) : 327–330。Bibcode : 2008Sci ...319..327P。doi : 10.1126 /science.11 49943。PMID 18063755。S2CID 37675858 。
- ^ ab モーガン TH (1900)。 「プラナリアの再生」。Entwicklungsmechanik der Organismen のアーカイブ。10 (1): 58–119。土井：10.1007/BF02156347。hdl : 2027/hvd.32044107333064。S2CID 33712732。
- ^ Sánchez Alvarado A 、Newmark PA (1998)。「プラナリアを用いた後生動物再生の分子基盤の解明」。創傷修復および再生。6 (4 ) : 413–420。doi :10.1046/j.1524-475x.1998.60418.x。PMID 9824561。S2CID 8085897。
- ^ Montgomery JR、Coward SJ (1974 年 7 月)。 「再生可能なプラナリアの最小サイズについて」。アメリカ顕微鏡学会誌。93 (3): 386–391。doi :10.2307/3225439。JSTOR 3225439。PMID 4853459 。
- ^ Newmark PA、Sánchez Alvarado A (2002 年3 月)。 「あなたの父親のプラナリアではない: 古典的なモデルが機能ゲノムの時代に突入」。Nature Reviews 。遺伝学。3 (3): 210–219。doi :10.1038/nrg759。PMID 11972158。S2CID 28379017 。
- ^ Castaneda B.「S. mediterranea の再生」。発達生物学。ジョージア工科大学。2014 年3 月 31 日閲覧。
- ^ ab Gentile L、Cebrià F、 Bartscherer K (2011年1月)。「プラナリア扁形動物：幹細胞生物学と神経系再生のための生体内モデル」。 疾患モデルとメカニズム。4 (1): 12–19。doi : 10.1242/dmm.006692。PMC 3014342。PMID 21135057。S2CID 2478930 。