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房細胞は腸の上皮層にある化学感覚細胞です。同様の房細胞は呼吸上皮にも見られ、ブラシ細胞として知られています。[1]「房」という名前は、細胞から突き出ているブラシのような微絨毛を指します。通常、房細胞はほとんど存在しませんが、寄生虫感染時には大幅に増加することが示されています。[2]いくつかの研究では、寄生虫感染に対する防御における房細胞の役割が提案されています。腸では、房細胞は分泌されるインターロイキン25（IL-25）の唯一の供給源です。 [3] [4] [5]
ATOH1は房細胞の分化に必要だが、成熟した分化状態の維持には必要ではなく、Notchのノックダウンは房細胞の数の増加をもたらす。[5]
ヒト房状細胞
ヒトの消化管は、その全長にわたって房状細胞で満たされている。これらの細胞は、陰窩と絨毛の間に位置している。すべての細胞の基底極でDCLK1が発現していた。それらは動物実験で説明されたものと同じ形態ではなかったが、同じ厚さの頂端刷子縁を示した。シナプトフィジンと DCLK1 の共局在が十二指腸で発見されたことから、これらの細胞がこの領域で神経内分泌の役割を果たしていることが示唆される。腸の房状細胞の特異的マーカーは、微小管キナーゼ - ダブルコルチン様キナーゼ 1 (DCLK1) である。このキナーゼが陽性の房状細胞は、胃腸の化学受容、炎症に重要であり、腸の損傷後の修復を行うこともできる。[6]
関数
房細胞の役割を理解する鍵の 1 つは、味蕾の化学受容細胞と多くの特徴を共有していることです。たとえば、房細胞は多くの味覚受容体と味覚シグナル伝達装置を発現しています。これは、房細胞が周囲の多くの化学信号を感知できる化学受容細胞として機能する可能性があることを示唆している可能性があります。ただし、新しい研究では、房細胞は味覚受容体装置によっても活性化されることが示唆されています。これらは、コハク酸や空気アレルゲンなどのさまざまな小分子によっても引き起こされます。房細胞は、生物学的機能に重要なさまざまな分子を分泌することが知られています。このため、房細胞は危険センサーとして機能し、生物学的に活性なメディエーターの分泌を引き起こします。それにもかかわらず、分泌されるシグナルとメディエーターは、状況に完全に依存しています。たとえば、尿道にある房細胞は、味覚受容体を活性化することで苦味化合物に反応します。その結果、細胞内 Ca2+ が上昇し、アセチルコリンが放出されます。これにより、近くにある他のさまざまな細胞の活性化が引き起こされ、膀胱排尿筋反射が起こり、膀胱がより多く空になると考えられています。[7]
2型免疫におけるタフト細胞
マウスの腸管にある房細胞が寄生虫感染によって活性化されることが発見されています。これによりIL25が分泌されます。IL25 は、2 型自然リンパ細胞の主要な活性化因子です。これにより、ILC2 細胞からのサイトカイン分泌を特徴とする 2 型サイトカイン応答が開始され、増幅されます。[7] 2 型免疫応答中の組織リモデリングは、サイトカインインターロイキン (IL)-13 に基づいています。このインターロイキンは、粘膜固有層にあるグループ 2自然リンパ細胞(ILC2) と 2 型ヘルパー T 細胞(Th2)によって主に産生されます。また、虫感染時には、房細胞の量が劇的に増加します。房細胞と杯細胞の過形成は、2 型感染の特徴であり、フィードフォワードシグナル伝達回路によって制御されています。房細胞によって産生されたIL-25は、粘膜固有層のILC2によるIL-13産生を誘導する。IL-13は次に、関与していない上皮前駆細胞と相互作用し、杯細胞と房細胞への系統選択に影響を与える。その結果、IL-13は腸管上皮を房細胞と杯細胞が優勢な上皮に劇的にリモデリングする役割を担う。房細胞からのIL-25がなければ、虫の排除は遅れる。2型免疫応答は房細胞に基づいており、これらの細胞が存在しなければ応答は大幅に減少し、虫感染中のこれらの細胞の重要な生理学的機能を裏付けている。[8] Th2細胞の活性化は、このフィードフォワードループの重要な部分である。腸内の房細胞の活性化は、寄生虫によって産生され、表面の特定の房細胞受容体Sucnr1に結合する代謝物コハク酸に関連している。また、腸管房細胞の役割は、感染後の腸管の局所再生に重要である可能性がある。[7]
形態学
房細胞は、その典型的な形態のため、電子顕微鏡によってげっ歯類の気管と消化管で初めて特定されました。特徴的な管小胞系と、管腔に達する長く太い微絨毛によって房につながっている先端の微小フィラメントの束から、房細胞の名前が付けられました。[1]この図がこれらの細胞の名前と房状の形態全体の由来です。房細胞の微絨毛の分布と大きさは、隣接する腸管上皮細胞とは非常に異なります。また、房細胞は腸管上皮細胞と比較すると、先端の微絨毛の基部に末端ウェブがありません。[9]房細胞の他の特徴としては、頂端膜が非常に狭いため房細胞の上部がつままれたように見えること、アクチンから伸びて細胞核のすぐ上で終わる顕著なミクロフィラメント、管状小胞ネットワークを形成する広大だが大部分が空の頂端小胞、細胞の核の頂端側にはゴルジ体があること、粗面小胞体と接着斑が欠如しており房細胞を隣接する細胞に固定するタイトジャンクションがあることなどがある。[8]房細胞体の形状は様々で、臓器によって異なる。腸の房細胞は円筒形で頂端と基底端が狭い。肺胞の房細胞は腸や胆嚢の房細胞に比べて平らで、立方体の形状をしている。房細胞の違いは臓器の特定の機能を反映している可能性がある。房細胞はTRPM5やα-ガストデューシンなどの化学感覚タンパク質を発現する。これらのタンパク質は、隣接するニューロンが房細胞を神経支配できることを示している。 [9]
房細胞は、サイトケラチン18、神経フィラメント、アクチンフィラメント、アセチル化チューブリン、DCLK1を染色することで識別でき、房細胞と腸管上皮細胞を区別することができます。[5]
房細胞は腸や胃に存在し、鼻から肺胞までの呼吸器系では肺刷子細胞として存在する。[10]
病気における房状細胞
環境中に現れる抗原に対する耐性の喪失は、遺伝的に感受性が高い人々に炎症性腸疾患（IBD）やクローン病（CD）を引き起こす。蠕虫のコロニー形成はタイプ2免疫応答を誘導し、粘膜治癒を引き起こし、臨床的寛解を達成する。重度の感染の間、房細胞は独自の仕様を策定することができ、房細胞の過形成は虫の排除に対する重要な反応である。これは、房細胞機能の調節がクローン病の治療に有効である可能性があることを示している。[11]
蠕虫感染症
房細胞は、多くの異なる蠕虫種の検出に味覚受容体を利用することが示されています。味覚受容体機能が欠如しているマウス（Trpm5または/-ガストデューシンKO）または房細胞が十分でないマウス（Pou2f3 KO）における蠕虫の除去は、野生型マウスと比較して低下していました。これは、房細胞が蠕虫感染中に保護的役割を果たす上で重要であることを示しています。房細胞由来のIL-25が保護応答を媒介し、2型免疫応答を開始していることが観察されました。[12]
歴史と分布
房細胞はラットの気管とマウスの胃で最初に発見されました。[5]
1920年代後半、クロプコフ博士は腸内の杯細胞の発生段階に関するプロジェクトを追跡していました。顕微鏡で、異常に長い微絨毛の束が腸管腔内に伸びている細胞を発見しました。彼は初期段階の腸杯細胞を発見したと考えましたが、実際にはそれは現在房細胞と呼ばれている新しい上皮細胞系統の最初の報告でした。1956年、ロディンとダルハムの2人の科学者がラットの気管内の房細胞について説明し、同年後半にはヤルヴィとケイリライネンがマウスの胃で同様の細胞を発見しました。[8]
房細胞は一般的に内胚葉由来の円柱上皮器官に存在します。げっ歯類では、気管、胸腺、腺胃、胆嚢、小腸、結腸、耳管、膵管、尿道などに確実に存在しています。房細胞はほとんどの場合孤立した細胞であり、上皮の1%未満を占めます。マウスの胆嚢とラットの胆管および膵管では、房細胞はより豊富ですが、それでも孤立しています。[8]
参照
参考文献
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