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| セルトリ細胞 | |
|---|---|
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| 詳細 | |
| システム | 生殖器系 |
| 位置 | 精巣 |
| 関数 | 発育中の精子に栄養を与える |
| 識別子 | |
| メッシュ | D012708 |
| ＦＭＡ | 72298 |
| 微細解剖学の解剖学用語 [Wikidataで編集] | |
セルトリ細胞は、ヒトの精巣に見られる支持「看護」細胞の一種で、精細管の構造成分として精子形成（精子の生成）の過程に寄与します。セルトリ細胞は、下垂体前葉から分泌される卵胞刺激ホルモン（FSH）によって活性化され、その膜上に FSH 受容体を発現します。
歴史
セルトリ細胞は、イタリアのパヴィア大学で医学を学んでいたときに発見したイタリアの生理学者エンリコ・セルトリにちなんで名付けられました。[1]彼は1865年に自分の名を冠した細胞の説明を発表しました。[2]この細胞は、1862年に購入されたベルトレ顕微鏡でセルトリによって発見されました。1865年の出版物で、彼は最初に「樹状細胞」または「糸状細胞」という用語を使用しました。最も重要なのは、彼がこれらを「母細胞」と呼んだことです。他の科学者は、1888年以降、出版物でこれらの細胞にエンリコの姓の名前を付けました。2006年現在、セルトリ細胞に特化した2冊の教科書が出版されています。
構造
セルトリ細胞は精細管の回旋部に特に位置しています。これは精巣で精子が作られる唯一の場所だからです。細管の主な支持細胞として、セルトリ細胞は一般に非常に大きく不定形であり、個々の細胞は基底膜から内腔まで伸びています。その細胞質は、それらが育てる生殖細胞を完全に取り囲んでいることがよくあります。セルトリ細胞は、標準的な染色法を使用すると、生殖上皮の他の細胞と簡単に混同されます。セルトリ細胞の最も顕著な特徴は、その暗い核小体です。[3]
発達
セルトリ細胞は男性の性的発達に必要である。セルトリ細胞の増殖と分化は主にFGF9によって活性化され、FGF9とともにフィードフォワードループを形成する。[4] [5]セルトリ細胞は胎児中腎に由来するのではないかと示唆されている。[6]思春期後、セルトリ細胞は伸長し始める。核小体は大きくなり、密着結合が完成し、液体で満たされた内腔空間が形成される。[7]
FSHは出生直後のセルトリ細胞の増殖を制御し、精巣と生殖細胞の発達を制御するセルトリ細胞由来の因子の産生を刺激します。FSH、黄体形成ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、hCGはすべて、セルトリ細胞の発達と男性の生殖の健康に影響を与えることが知られています。FSHは、さまざまな細胞マーカーの発現を刺激するセルトリ細胞ミトゲンに必要です。[7]
完全に分化すると、セルトリ細胞は終末分化していると考えられ、増殖できなくなります。[8]そのため、精子形成が始まると、それ以上セルトリ細胞は生成されなくなり、精細管内のセルトリ細胞の数は限られています。
しかし最近、科学者たちはセルトリ細胞を体外で若年増殖表現型に誘導する方法を発見しました。[9]これにより、男性不妊の原因となる精巣ニッチ細胞の欠陥を修復できる可能性が生まれました。
関数
セルトリ細胞の主な機能は、精子形成の各段階を通じて発達中の精子細胞に栄養を与えることであるため、「母」または「看護」細胞とも呼ばれています。[10]セルトリ細胞は、精子形成中に残留細胞質を消費する食細胞としても機能します。基底膜から精細管の内腔への細胞の移動は、セルトリ細胞の側縁の構造変化によって発生します。
分泌型
セルトリ細胞は以下の物質を分泌します。
- 抗ミュラー管ホルモン（AMH）は胎児期初期に分泌される。
- 思春期以降に分泌されるインヒビンとアクチビンは、FSH分泌を調節するために協力して働く。
- アンドロゲン結合タンパク質（テストステロン結合グロブリンとも呼ばれる）は、精細管内のテストステロン濃度を高め、精子形成を軽く刺激します。
- エストラジオール-アロマターゼがテストステロンを1,7-β-エストラジオールに変換し、精子形成を誘導する
- ETS関連分子またはERM転写因子は、成人の精巣における精原幹細胞の維持に必要である。
- トランスフェリン、鉄イオン輸送のための血漿タンパク質[11]
- 精巣セルロプラスミンは、血清セルロプラスミンと免疫学的に類似したセルロプラスミン様タンパク質である。[12]
構造的
セルトリ細胞の閉塞結合部は、精巣の間質血液区画と精細管の管腔内区画を仕切る構造である血液精巣関門を形成します。精原細胞は頂端方向に進行するため、閉塞結合部は動的に再形成および破壊され、免疫同一精原細胞が血液精巣関門を通過して免疫学的にユニークになることができるようにする必要があります。セルトリ細胞は、精巣の管腔内への栄養素、ホルモン、およびその他の化学物質の出入りを制御するとともに、管腔内区画を免疫特権部位にします。
セルトリ細胞は精原幹細胞ニッチの構築と維持にも関与しており、幹細胞の再生と精原細胞の成熟した生殖細胞への分化を確実にし、精子形成の長い過程を段階的に進めて、最終的には精子化と呼ばれる過程で精子を放出します。[13]セルトリ細胞はN-カドヘリンとガラクトシルトランスフェラーゼ（炭水化物残基経由） を介して精原細胞に結合します。
その他の機能
精子形成の間、セルトリ細胞は精原細胞に栄養を供給します。
セルトリ細胞はDNA損傷を修復する能力がある。[14]この修復は、セルトリ細胞で発現しているXRCC1とPARP1タンパク質が関与する非相同末端結合のプロセスを採用している可能性が高い。 [14]
セルトリ細胞は精母細胞よりも変異頻度が高い。[15]精母細胞と比較すると、セルトリ細胞の変異頻度は約5～10倍高い。これは、体細胞よりも生殖細胞系列でDNA修復と変異回避の効率を高める必要があることを反映している可能性がある。
セルトリ細胞の免疫調節特性
セルトリ細胞は、精子細胞の成熟に不可欠な因子を発現するほか、免疫系を変化させることのできるさまざまな分子（表面または可溶性）も生成します。尿細管内で免疫反応を変化させるセルトリ細胞の能力は、精子細胞の成熟を成功させるのに必要です。精子細胞は成熟のさまざまな段階を進むにつれて表面に新エピトープを発現し、それが体の別の部分に置かれると強力な免疫反応を引き起こす可能性があります。
セルトリ細胞によって産生される免疫抑制または免疫調節に関連する分子
FAS/FAS-Lシステム – SC表面上のFasリガンド（Fas-L）の発現は、Fas受容体保有細胞（例えば細胞傷害性T細胞）のアポトーシス死を活性化する。[16]
- 可溶性FasL：システムの有効性を高める
- 可溶性 Fas: 他の細胞の表面での FasL の阻害 (免疫細胞によるセルトリ細胞のアポトーシス誘導なし)
B7/H1 – エフェクターT細胞の増殖を減少させる[17]
Jagged1 (JAG1) – ナイーブTリンパ球におけるFoxp3転写因子発現の誘導（ T制御細胞の相対数の増加）[18]
プロテアーゼ阻害剤-9（PI-9）は、セリンプロテアーゼ阻害剤であるセルピンファミリーのメンバーであり、[19]プロテアーゼグランザイムBの分泌を誘導し、細胞傷害性T細胞とNK細胞は標的細胞にアポトーシスを誘導することができます。SCは、グランザイムBと不可逆的に結合し、その活性を阻害するPI-9を産生します。
CD59はSCの表面分子であり、補体制御タンパク質（CRP）のメンバーであり、補体カスケードの最後のステップである膜攻撃複合体の形成を阻害します。[20]
CD59と同様の機能を持つ可溶性分子であるクラステリンは、グランザイムBと複合体を形成し、Tリンパ球またはNK細胞によるアポトーシスの活性化を阻害します。[20]
TGF -βは形質転換成長因子β（SCによる直接産生は議論の余地がある）であり、末梢における制御性T細胞の誘導に寄与する。[21]
その他の分子
CD40は樹状細胞（DC）に関連する分子です。SCは未知のメカニズムにより、DC表面上のCD40の発現をダウンレギュレーションすることができます。CD40のダウンレギュレーションは、T細胞応答を刺激するDCの能力を低下させます。[20]
セルトリ細胞は、炎症部位への免疫細胞の浸潤を低下させることで、免疫細胞の移動を阻害することもできます。
臨床的意義
セルトリ・ライディッヒ細胞腫は、卵巣腫瘍の性索間質性腫瘍グループの一部です。これらの腫瘍はセルトリ細胞とライディッヒ細胞の両方を生成し、卵巣と精巣でのテストステロン分泌の増加を引き起こします。
その他の動物
羊膜類と無羊膜類のセルトリ細胞の機能は同じですが、互いに比較するとわずかに異なる特性があります。無羊膜類（魚類と両生類）は、精子細胞を生成するために嚢胞精子形成を採用しています。[22]羊膜類では、セルトリ細胞は最終的に分化した細胞であり、通常は増殖できません。無羊膜類では、セルトリ細胞は2つの増殖段階を経ます。増殖の最初の段階は嚢胞の形成中に発生し、生殖細胞が嚢胞内に移行するのを促進します。[23] [24] 2番目の段階では嚢胞が拡大し、増殖する生殖細胞のためのスペースが生成されます。[25]
かつては羊膜内でセルトリ細胞が分裂増殖できないと一般に信じられていた事実は、最近になって疑問視されるようになった。異種移植により、セルトリ細胞は増殖能力を取り戻すことが示された。[26]
研究
最近（2016年）、糖尿病を含む自己免疫炎症疾患の実験モデルでは、免疫調節作用と抗炎症作用を有するセルトリ細胞を細胞治療移植に応用することが示唆されている。[27]
セルトリ細胞をI型糖尿病の治療に応用する研究では、β細胞をセルトリ細胞とともに受容体に移植する戦略がとられている。マウス、ラット、ヒトでは、これらの細胞の存在により、グルコースの恒常性が回復し、外部インスリンの必要性が低下した。すべてのケースで免疫抑制剤は使用されておらず、この薬剤の役割はSCによって担われ提供された。[28] [29] [30]
ジョバンニら[27]は、自発的に糖尿病を発症した肥満マウスに、皮下腹部脂肪組織にマイクロカプセル化したセルトリ細胞を移植して治療したところ、治療を受けたマウスの半数以上で血糖恒常性が改善したことを実証した。この最近の科学的研究は、細胞療法の使用による 2型糖尿病患者の将来的な治療改善を約束している。
セルトリ細胞は、移植患者の皮膚移植の受容を促進し[31] 、その存在はSOD1マウス（筋萎縮性側索硬化症の研究に使用されるマウスモデル）の脊髄の運動ニューロン数の増加にも役立ちます。[32]
参照
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、セルトリ細胞に関連するメディアがあります。
- 組織学画像: 17805loa – ボストン大学の組織学学習システム
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