濾胞星状細胞

濾胞星状細胞（FS細胞）は、下垂体前葉に見られる非内分泌 細胞の一種です。[1]

組織学と超微細構造

ライナーハートとファークワーは、下垂体前葉の電子顕微鏡観察を通してFS細胞を初めて発見しました。1972年、ヴィラ・ポルシルは、これらの非内分泌細胞を、その星形（星）と下垂体前葉の小濾胞の腔内を覆っていることから、「濾胞星状細胞」と名付けました。 [1]下垂体前葉の大部分の細胞とは異なり、これらの細胞は非内分泌で無顆粒です。[2] FS細胞は長い細胞質突起を持ち、それらが絡み合って網目構造を形成し、その中に内分泌細胞が存在します。[2] 通常、FS細胞は頂端側に多数の微絨毛を持ち、リソソームを含んでいることから、貪食活性があることが示唆されます。[3]電子顕微鏡で観察すると、FS細胞と隣接する内分泌細胞の間に ギャップ結合が見られます。[3]

下垂体前葉ホルモンとS-100タンパク質の染色パターン

細胞特性

下垂体スライスを用いた研究では、FS細胞が3Dネットワークに配列され、ギャップジャンクションを介したカルシウム波の伝播を通じて細胞内コミュニケーションが可能であることが明らかになっています。[4] 2つの主要なFS細胞株（TtT/GFとTpit/F1）を使用した実験により、これらの細胞の機能的関連性に関する知識が大幅に向上しました。FS細胞は、サイトカインと成長因子の使用による下垂体前葉細胞機能のオートクリン/パラクリン制御、さまざまな細胞タイプ間の下垂体内コミュニケーション、および炎症反応フィードバックの調整という、下垂体の使用に関する3つの領域で役割を果たしていることが示されています。[4]

FS細胞は樹状細胞やマクロファージと類似した特性を持ち、貪食作用を持つことが示唆されている。[3] FS細胞が炎症の神経免疫/内分泌調節を調整する主要な役割を持つことは、C3a、C5a受容体（自然免疫系の主要因）の描写、IL-6およびMIF（炎症性サイトカイン）の分泌、抗炎症分子によるこれらサイトカインの放出制御と関連したデータによって裏付けられている。[4] FS細胞が発現するタンパク質マーカーを評価し、細胞型を判定して下垂体における正確な機能を明らかにする実験が行われてきた。FS細胞で発見された最初のマーカータンパク質はグリア細胞が発現するカルシウム結合タンパク質であるS-100bであった。 FS細胞の一部の集団は、 GFAP（グリア線維性酸性タンパク質）、サイトケラチン、ビメンチン、フィブロネクチンなどの異なる細胞マーカーを発現していることもわかっています。[2] S-100タンパク質とGFAPの発現は、初期の新しく形成されたFS細胞で最も強く見られるため、初期のFS細胞の発生に重要な可能性があります。[5] GFAPの発現は、これらの細胞が神経外胚葉起源である可能性を示唆しており、[6]ケラチン陽性FS細胞は上皮様特性を発現しています。[7] これらの細胞におけるフィブロネクチン発現の研究​​は、FS細胞がフィブロネクチンを介してホルモン分泌細胞と相互作用することで、下垂体機能の調節に関与している可能性を示唆しています。[8]さらに、FS細胞は中間径フィラメントタンパク質マーカーであるビメンチンを発現するため、FS細胞がグリア神経外胚葉細胞に由来するという説を裏付けています。[9]

これらの細胞で発現するマーカーの配列が異なるため、正確な細胞の種類と機能を特定することは困難です。最近の知見では、下垂体FS細胞は異なる免疫表現型を持つ細胞群で構成されており、均質な集団ではないことが示唆されています。しかし、これらの細胞群が実際に異なるのか、それとも単に発生段階の異なる細胞なのかはまだ明らかではありません。[4]これらの細胞の位置と機能を観察するために、複数のFS細胞株が開発されています。FS細胞のmRNAレベルは、レーザーキャプチャーマイクロダイセクションとRT-PCRによって調査されており、下垂体のこれらの非内分泌細胞の発現と機能の理解において進歩が見られます。[2]これらの細胞は複数のマーカーを持っているため、いくつかの異なる細胞型のハイブリッドである可能性が高いです。

内分泌細胞とFS細胞間のギャップジャンクション

FS細胞はホルモンを分泌しませんが、ギャップジャンクションを介してホルモン分泌内分泌細胞の機能に影響を与えます。FS細胞は隣接する細胞と相同ギャップジャンクションを形成するだけでなく、ホルモン分泌内分泌細胞とも異種ギャップジャンクションを形成します。[10]隣接するFS細胞間に存在するギャップジャンクションは、カルシウムを介したシグナルを下垂体全体に伝播させ、腺全体に分布する興奮性内分泌細胞の機能を調整するために利用されます。内分泌-FS細胞ギャップジャンクションは、FS-FSギャップジャンクションとともに細胞ネットワークを形成し、生理的環境に関する情報を下垂体周囲に伝達して分泌機能を調整します。[11]

さまざまな小型哺乳類の研究により、ギャップ結合の数は思春期、月経周期、授乳など、いくつかの要因に影響されることが実証されています。ミンクでは、ギャップ結合で機能するコネキシン 43 タンパク質の存在は、繁殖期に応じたプロラクチン分泌需要と相関しています。プロラクチン分泌が春に最も高くなるとき、コネキシン 43 ギャップ結合の量も最も多く、プロラクチン分泌とギャップ結合は冬に最も少なくなります。[1]したがって、FS 細胞ネットワークはプロラクチン分泌に影響を与える役割を果たしていることが実証されています。この結果は、授乳中にギャップ結合が増加することでプロラクチン需要が促進されることを明らかにしたラットの研究と一致しています。[3]ラットでの追加の研究では、ギャップ結合の数は下垂体前葉の成熟とともに増加し、この増加はオスのラットの性的成熟を妨げる去勢により防止され、ホルモン治療により正常レベルに戻ることがわかりました。同様に、ギャップジャンクションは発情周期の前期および発情期に増加し、発情間期には50%減少します。[3]明らかに、ギャップジャンクションの数は性腺からのステロイドホルモン分泌の影響を受け、FS細胞は下垂体-性腺フィードバックループに寄与しています。

支持細胞としての機能

濾胞星細胞（FS細胞）は、下垂体の内分泌（ホルモン分泌）細胞と並んで位置しているため、支持（サポート）機能を持つと主張されています。これは、内分泌細胞の周囲に構造的支持を形成するか、成長因子やサイトカイン（細胞シグナル伝達分子）を放出することにより、機械的または化学的支持を意味します。[1]構造的支持の例としては、FS細胞が基底膜を保護し、三次元構造的支持を維持するメタロプロテアーゼ阻害剤を産生することが知られています。また、周囲の内分泌細胞と密接に接触し、下垂体内で成長因子やサイトカインを供給することが知られています。[12]

下垂体内分泌細胞のシグナル伝達メディエーターとしての役割

一酸化窒素

FS細胞は、下垂体のホルモン分泌内分泌細胞へのシグナルを中継する役割を果たしていると考えられています。一酸化窒素（NO）は内分泌細胞機能の重要な調節因子であると報告されており、FS細胞（および一部の内分泌細胞）には、L-アルギニンからNOを生成する重要なNO産生酵素である神経型NO合成酵素[3]が含まれていることが示されています。[13] FS細胞は、傍分泌機構を介して隣接する内分泌細胞のNO産生を調節すると考えられています。

インターフェロン-γ

インターフェロン-γは、下垂体前葉からの様々なホルモンの放出を阻害する作用を持つサイトカインです。[14] FS細胞はこのプロセスの媒介に不可欠であると考えられています。[15] FS細胞のこの促進役割は、ラットの下垂体前葉を研究した際に確認されました。FS細胞の少ない下垂体前葉サンプルでは、​​インターフェロン-γの通常の阻害効果を示さなかったためです。

グルココルチコイド

グルココルチコイドによる視床下部-下垂体-副腎（HPA）系の抑制には2つの要素があります。第一に、下垂体前葉におけるグルココルチコイド曝露の増加から15分以内に、既成の副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）の放出が減少します。第二に、グルココルチコイドはACTHとCRHの翻訳を抑制することでゲノムレベルで作用します。このプロセスは、グルココルチコイド曝露の増加から2時間かかります。[3]

アネキシンA1（ANXA1）とい​​うタンパク質は、下垂体前葉に多く存在し、濾胞星状細胞に特異的に存在します。[1]下垂体前葉に加えて、視床下部の非内分泌細胞にも存在します。グルココルチコイドは濾胞星状細胞に作用してANXA1の合成を増加させ、その後、濾胞星状細胞の細胞表面への移行を刺激します。この移行はプロテインキナーゼCに依存しています。[3] ANXA1はその後、ANXA1 Gタンパク質共役受容体を発現する下垂体前葉の副腎皮質刺激ホルモン分泌細胞に、傍分泌機構を介して作用します。ACTHの合成および／または放出の減少につながる下流のシグナル伝達経路は、ほとんど未解明のままであり、結果として十分に理解されていません。[3]

グルココルチコイドと濾胞星細胞の関係は、興奮性神経伝達物質グルタミンの産生にも役割を果たしています。ラットの下垂体前葉の細胞はグルタミン合成酵素を大量に含み、濾胞星細胞のマーカーであるS100タンパク質も発現しています。外因性グルココルチコイド投与後、これらの細胞の数が増加し、グルタミン合成酵素の活性も上昇します。[1]この酵素は、中枢神経系がグルタミンを体内で産生することを可能にするため、不可欠です。末梢血から中枢神経系に輸送されるグルタミンの量が中枢神経系のグルタミン需要を満たすことができないため、これは不可欠です。[16]

インターロイキン-6

サイトカインであるインター ロイキン-6 （IL-6）の産生は、IL-6が内分泌系と免疫系の間のコミュニケーションにおけるメディエーターであるため、補助的な機能とも言えます。FS細胞によるIL-6の産生は、内分泌細胞からのホルモン産生を誘導し、それが免疫系を活性化します。[1]

幹細胞としての潜在的な機能

多くの研究を通じて、FS細胞が下垂体幹細胞（SC）として機能する可能性を示唆する証拠がいくつか得られています。ヤギ細胞とラット細胞からの間接的な証拠から、S100β+細胞が成体下垂体細胞の形成中に中間細胞として機能する可能性が示唆されています。しかしながら、FS細胞の潜在的な幹細胞特性を明らかにするためには、さらなる研究が必要です。[17]

参考文献

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