シンシチウム

シンシチウム（/ s ɪ n ˈ s ɪ ʃ i ə m /、複数形：syncytia、ギリシャ語： σύν syn「一緒に」とκύτος kytos「箱、すなわち細胞」に由来）またはシンプラズムは、単核細胞（すなわち、単一の核を持つ細胞）が複数回細胞融合して生じる多核細胞であり、細胞質分裂を伴わずに複数回の核分裂で生じる多核細胞とは対照的である。^[1]動物の骨格筋を構成する筋細胞は、シンシチウム細胞の典型的な例である。この用語は、心筋細胞や特定の平滑筋細胞に見られるように、ギャップ結合を持つ特殊な膜によって相互接続された細胞を指すこともあり、活動電位で電気的に同期される。

胚発生学の分野では、シンシチウムという言葉は、ショウジョウバエなどの無脊椎動物の多核胚葉胚を指すのに用いられる。^[2]

原生生物では、合胞体は一部の根生類（例えば、クロララクニオ藻類、プラスモディオフォリド類、半胞子虫類）および無細胞粘菌類、ディクチオステリド類（アメーボゾア類）、アクラシド類（エクサバタ類）、半胞子虫類に見られます。

植物の発育中に生じる植物合胞体の例としては、以下のものがあります。

• 胚乳の発達^[3]
• 非関節乳管
• 原虫タペタム^[ 4 ] および
• ポドステマ科の「珠心原生動物」 ^[5]

シンシチウムは多くの菌類の通常の細胞構造です。担子菌類の菌類のほとんどは二核体として存在し、糸状の菌糸体は部分的に2つの異なる核を含むセグメントに分割され、異核体と呼ばれます。

クシクラゲ類（有櫛動物）の上皮下神経網を構成するニューロンは、シナプスを介して接続されるのではなく、連続した細胞膜からなる神経合胞体に融合している。^[6]

シンシチウムの典型的な例は、骨格筋の形成である。大きな骨格筋線維は、何千もの個々の筋細胞の融合によって形成される。多核配置は、ミオパシーなどの病的状態において重要である。ミオパシーでは、骨格筋線維の一部が局所的に壊死（死）しても、同じ骨格筋線維の隣接部分は壊死しない。隣接部分は独自の核物質を持っているためである。したがって、ミオパシーは通常、このような「分節壊死」を伴い、生き残った分節の一部は、神経筋接合部との連続性が失われることにより、神経供給から機能的に切り離される。

心筋のシンシチウムは、筋肉の全長にわたる急速な協調収縮を可能にするため重要です。心臓の活動電位は、シナプス接触点から介在板を介して筋繊維の表面に沿って伝播します。心筋はシンシチウムですが、細胞が長くなく多核化していない点で異なります。そのため、心臓組織は骨格筋の真のシンシチウムとは対照的に、機能的シンシチウムとして説明されます。

消化管の平滑筋は、平滑筋細胞（SMC）、 カハール間質細胞（ICC）、血小板由来増殖因子受容体α （PDGFRα）の3種類の細胞の複合体によって活性化され、これらは電気的に結合し、SIP機能シンシチウムとして一緒に機能します。^{[7] [8]}

特定の動物免疫由来細胞は、骨吸収を担う破骨細胞などの集合細胞を形成することがあります。

もう一つの重要な脊椎動物の合胞体は、胎盤を持つ哺乳類の胎盤にあります。母体の血流との境界面を形成する胚由来の細胞は融合して多核バリア、すなわち合胞体栄養細胞を形成します。これはおそらく、発達中の胚と母親の体の間で遊走細胞の交換を制限するために重要です。なぜなら、一部の血液細胞は隣接する上皮細胞の間に挿入できるように特殊化されているからです。胎盤の合胞体上皮は、母体の循環から胚へのそのようなアクセス経路を提供しません。

六放海綿動物の体の大部分はシンシチアル組織で構成されており、これにより細胞内にのみ大きな珪質の 骨針を形成することができる。 ^[9]

蠕虫の外被の微細構造は、条虫と吸虫の両方で本質的に同じである。典型的な外被は 7～16  μmの厚さで、明確な層がある。これは、明確な細胞境界のない多核組織からなる合胞体である。合胞体の外側の領域は「遠位細胞質」と呼ばれ、細胞膜で裏打ちされている。この細胞膜は、種によって厚さが異なる、糖衣と呼ばれる炭水化物を含む高分子の層と関連している。遠位細胞質は、微小管で構成される細胞質管を介して「細胞領域または細胞質または細胞周組織」である「近位細胞質」と呼ばれる内側の層に接続されている。近位細胞質には、核、小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリア、リボソーム、グリコーゲン沈着物、および多数の小胞が含まれています。^[10]最内層は、「基底膜」と呼ばれる結合組織の層で囲まれています。基底膜の次には厚い筋肉層が続きます。^[11]

シンシチウムは、細胞が特定の種類のウイルス、特にHSV-1、HIV、MeV、SARS-CoV-2、および肺炎ウイルス（呼吸器合胞体ウイルス（RSV）など）に感染したときにも形成されることがあります。これらのシンシチウム形成は、許容細胞で見られる場合、独特の細胞変性効果を生み出します。多くの細胞が融合するため、シンシチウムは多核細胞、巨細胞、または多核球としても知られています。^[12] 感染中、ウイルスが細胞に侵入するために使用するウイルス融合タンパク質は細胞表面に輸送され、そこで宿主細胞膜を隣接する細胞と融合させることができます。

通常、シンシチウム形成を引き起こすウイルス科はエンベロープを持つ。これは、宿主細胞の表面にあるウイルスエンベロープタンパク質が他の細胞と融合するために必要だからである。^[13]レオウイルス科 の特定のメンバーは、融合関連小膜貫通（FAST）タンパク質として知られる独特のタンパク質セットを持つため、注目すべき例外である。^{[14]レオウイルス誘導性シンシチウム形成はヒトには見られないが、他の多くの種では見られ、融合性オルソ}レオウイルス によって引き起こされる。これらの融合性オルソレオウイルスには、爬虫類オルソレオウイルス、鳥類オルソレオウイルス、ネルソンベイオルソレオウイルス、ヒヒオルソレオウイルスが含まれる。^[15]

HIVはヘルパーCD4 ⁺ T細胞に感染し、融合タンパク質を含むウイルスタンパク質を産生させます。その後、細胞は抗原性である表面HIV糖タンパク質を表示し始めます。通常、細胞傷害性T細胞はすぐにパーフォリンやグランザイムなどのリンホトキシンを「注入」し、感染したTヘルパー細胞を殺します。しかし、Tヘルパー細胞が近くにある場合、 Tヘルパー細胞の表面に表示されるgp41 HIV受容体は他の同様のリンパ球に結合します。^[16]これにより、数十のTヘルパー細胞が細胞膜を融合して巨大な非機能的なシンシチウムになり、HIVウイルス粒子は1つのTヘルパー細胞に感染するだけで多くのTヘルパー細胞を殺すことができます。これは病気の進行を早めることに関連しています^[17]

ムンプスウイルスはHNタンパク質を使って潜在的な宿主細胞に付着し、融合タンパク質によって宿主細胞と結合します。その後、 HNと融合タンパク質は宿主細胞壁に残り、隣接する上皮細胞と結合します。^[18]

SARS-CoV-2変異体内の変異には、シンシチウム形成を促進できるスパイクタンパク質変異体が含まれています。 ^[19]プロテアーゼTMPRSS2はシンシチウム 形成に不可欠です。^[20]シンシチウムは、中和抗体やその他の免疫系成分から保護された状態で、ウイルスが他の細胞に直接拡散することを可能にします。^[19]細胞内でのシンシチウム形成は、組織にとって病理学的である可能性があります。^[19]

「 COVID-19の重症例は、広範囲の肺損傷と感染した多核合胞体肺胞細胞の存在に関連している。これらの合胞体の形成を制御するウイルスと細胞のメカニズムは十分に解明されていない」^[21]が、膜コレステロールは必要であると思われる。^{[22] [23]}

合胞体は長期間持続するようだ。重度のインフルエンザ後の肺の「完全な再生」はCOVID-19では「起こらない」。^[24]