多核細胞（多核細胞、多核細胞とも呼ばれる）は、複数の核を持つ真核細胞であり、複数の核が共通の細胞質を共有している。多核細胞の有糸分裂は、すべての核が同時に分裂する協調的な同期型と、個々の核が時間と空間において独立して分裂する非同期型のいずれかで起こる。特定の生物は、そのライフサイクルにおいて多核期を有する。例えば、粘菌は、マラリア原虫と呼ばれる栄養型の多核期を有する。[1]

多核細胞は、その形成メカニズムによって、[2] [3]「合胞体」（細胞融合によって形成される）または「多核細胞」（細胞質分裂に続いて核分裂によって形成される）に分類されます。[4]

呼吸器系の病原体であるマイコプラズマ・ニューモニエなどの一部の細菌は、ゲノム複製と細胞分裂の間に遅延が生じることで多核フィラメントを形成することがある。[5]

用語

一部の生物学者は、「無細胞」という用語を多核細胞形態（合胞体と変形体）を指すために使用し、「無細胞」粘菌と純粋に「細胞性」の粘菌（そのような構造を形成しない）を区別するなどしています。[6] [7] [8]この用法は誤りであり、素人にとって非常に誤解を招くため、推奨されません。

「シンシチウム」という用語を広い意味で使用し、あらゆる種類の多核細胞を指す人もいます[9]が、種類ごとに用語を区別する人もいます[10] 。

生理学的な例

シンシチア

合胞体は多核細胞であり、哺乳類の胎盤などの通常の生物学的プロセスを通じて、またはHIVなどの特定の病原体の影響下では細胞膜の融合によって形成される。[11] [12]その他の例としては、哺乳類の骨格筋細胞、植物のタペート細胞、ダグラスモミの種子の貯蔵細胞などがある。[13]哺乳類の多形核白血球は多核細胞ではないが、その核の葉が非常に深く二股に分かれているため、最適でない顕微鏡下では多核細胞のように見えることがある。

破骨細胞は、人体に広く存在する多核細胞で、骨を溶かす酸を分泌することで骨の維持と修復を助けます。破骨細胞は、前破骨細胞が融合しているため、通常、1細胞あたり 5個の核を有しています。

クロララクニオ藻類は融合によって多核細胞を形成し、多核細胞ではなく合胞体を形成します。この合胞体は、細胞壁を持たずアメーバ状の運動を示す多核の原形質体という意味で、プラスモディウムと呼ばれます。[14]その他の例としては、一部のプラスモディオフォリド類、一部のハプロスポリジウム類、[15]、そして細胞性粘菌類（ディクチオステリド類およびアクラシド類）のグレックス類などがあります。

胎盤

胎盤は、母親と胎児の間で栄養素、酸素、老廃物、その他の物質を輸送する一時的な器官であり、胎児と母親の境界面を形成する合胞体層で部分的に構成されている。 [16]単純な境界面としての役割に加えて、胎盤合胞体はウイルス、細菌、原生動物による感染に対するバリアとしても機能しており、これはこれらの細胞の独特な細胞骨格特性によるものと考えられる。[16]

多核細胞

さらに、多核細胞は、細胞質分裂を伴わずに核分裂が起こる特殊な細胞周期から生成され、巨大な多核細胞、すなわち原形質体へと変化します。糸状菌では、多核細胞が数百メートルにわたって広がることもあり、単一細胞内の異なる領域は劇的に異なる微小環境にさらされます。他の例としては、原形質体粘菌（粘菌類）の原形質体や、マラリアを引き起こすマラリア原虫のシゾントなどが挙げられます。

病理学的な例

多核細胞は、細胞周期の制御が乱れた結果として病的な状況下で発生することもあります(例: 一部の二核細胞や転移性腫瘍細胞)。

ヒト免疫不全ウイルス

前述のように、シンシチウムはHIVの作用によって誘導される可能性があり、その場合、T細胞は細胞膜上のウイルス由来タンパク質の作用によって融合します。[12] Tリンパ球細胞におけるウイルス複製の過程で、大量のウイルスエンベロープ糖タンパク質（Env）が合成され、細胞膜に輸送され、そこで新しいウイルス粒子に組み込まれます。しかし、Env分子の一部は隣接するT細胞受容体と相互作用し、これにより細胞が十分に接近して、2つの宿主細胞の融合に至るトリガーイベントが可能になります。これはおそらく、2つの細胞膜が密接に接触しているためです。[17]この相互作用はCD4+ T細胞に特異的である可能性があり、この受容体を欠く細胞は実験室条件下でシンシチウムを形成できませんでした。[18]

多核性ではない

通常、多核化のケースとは見なされないが、植物細胞は原形質連絡によって共通の細胞質を共有しており、動物組織のほとんどの細胞はギャップ結合を介して隣接する細胞と連絡を取っている。[19]

真核生物間の細胞内共生により、細胞内に複数の核が生じることがありますが、これらの核は同じ細胞質に囲まれていないため、「多核」とはみなされません。これらの余分な核は、核形体と呼ばれます。

参考文献

  1. ^ Haindl M, Holler E (2005年7月). 「粘菌におけるRNA干渉の研究におけるPhysarum polycephalumの巨大多核マラリア原虫の利用」. Analytical Biochemistry . 342 (2): 194–9 . doi :10.1016/j.ab.2005.03.031. PMID  15922285.
  2. ^ Boyd JD, Hamilton WJ (1966年7月). 「ヒト胎盤における細胞栄養芽層の合胞体への寄与に関する電子顕微鏡的観察」. Journal of Anatomy . 100 (Pt 3): 535–48 . PMC 1270795. PMID  5965440 . 
  3. ^ ND, Roca GM (2006). 「第5章：糸状菌における栄養菌糸融合」Baluška F, Volkmann D, Barlow PW (編).細胞間チャネル. Landes Bioscience and Springer Science+Business Media. pp. 87–98. ISBN 978-0-387-36058-4。
  4. ^ Daubenmire, Rexford F. (1936年12月11日). 「生物学におけるCoenocyteとSyncytiumという用語の使用」 . Science . 84 (2189): 533. doi :10.1126/science.84.2189.533.a. ISSN  0036-8075.
  5. ^ Razin S, Baron S (1996). 「マイコプラズマ」. Baron S編著. 医学微生物学（第4版）. テキサス大学ガルベストン校医学部. ISBN 978-0-9631172-1-2. PMID  21413254 . 2018年9月19日閲覧.
  6. ^ ブレイ、デニス（2017年1月26日）『細胞運動：分子から運動性へ』ガーランドサイエンス、ISBN 978-0-8153-3282-4。
  7. ^ Flemming AJ, Shen ZZ, Cunha A, Emmons SW, Leroi AM (2000年5月). 「体細胞倍数体化と細胞増殖が線虫の体サイズ進化を駆動する」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 97 (10): 5285–90 . Bibcode :2000PNAS...97.5285F. doi : 10.1073/pnas.97.10.5285 . PMC 25820. PMID 10805788  . 
  8. ^ オルセン、オッド＝アーネ（2007年6月12日）. 胚乳：発生と分子生物学. シュプリンガー・サイエンス＆ビジネス・メディア. ISBN 978-3-540-71235-0。
  9. ^ ミネリ、アレッサンドロ（2009年）『動物の系統発生と進化の展望』オックスフォード大学出版局、pp.  113– 116. ISBN 978-0-19-856620-5。
  10. ^ スタッドニツカ、FK (1934)。 「グルンドラーゲン・デア・ツェレンテオリエ・フォン・テオドール・シュワン」。アナト。アンズ。78 : 246–257 .
  11. ^ Zeldovich VB, Clausen CH, Bradford E, Fletcher DA, Maltepe E, Robbins JR, Bakardjiev AI (2013年12月12日). 「胎盤合胞体は病原体侵入に対する生物物理学的バリアを形成する」. PLOS Pathogens . 9 (12) e1003821. doi : 10.1371/journal.ppat.1003821 . PMC 3861541. PMID  24348256 . 
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  13. ^ von Aderkas P, Rouault G, Wagner R, Chiwocha S, Roques A (2005年6月). 「ダグラスモミ（Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco）の多核貯蔵細胞と、カルシドMegastigmus spermotrophus Wachtlによる種子寄生の影響」.遺伝. 94 (6): 616–22 . doi : 10.1038/sj.hdy.6800670 . PMID  15829985.
  14. ^ Hoek, C. van den, Mann, DG and Jahns, HM (1995).藻類学入門. Cambridge University Press, Cambridge
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  16. ^ ab Zeldovich VB, Clausen CH, Bradford E, Fletcher DA, Maltepe E, Robbins JR, Bakardjiev AI (2013-12-12). 「胎盤合胞体は病原体侵入に対する生物物理学的バリアを形成する」. PLOS Pathogens . 9 (12) e1003821. doi : 10.1371/journal.ppat.1003821 . PMC 3861541. PMID  24348256 . 
  17. ^ Compton AA, Schwartz O (2017年2月). 「彼らは巨人かもしれない：シンシチウム形成はHIV感染を沈没させるのか、それとも拡散させるのか？」PLOS Pathogens . 13 (2) e1006099. doi : 10.1371/journal.ppat.1006099 . PMC 5289631 . PMID  28152024. 
  18. ^ Lifson JD, Reyes GR, McGrath MS, Stein BS, Engleman EG (1986年5月). 「AIDSレトロウイルス誘導性細胞病理：巨細胞形成とCD4抗原の関与」. Science . 232 (4754): 1123–7 . Bibcode :1986Sci...232.1123L. doi :10.1126/science.3010463. PMID  : 3010463.
  19. ^ Walter P, Roberts K, Raff M, Lewis J, Johnson A, Alberts B (2002). 「細胞接合」. 細胞の分子生物学（第4版）. ISBN 978-0-8153-3218-3. OCLC  807894238。