ソレノサイト
細長い鞭毛を持つ細胞の種類

生物学では、ソレノサイトは細長い鞭毛細胞で、扁形動物（扁形動物門）、脊索動物（頭索動物亜門）などの下等無脊椎動物やその他いくつかの動物種によく見られる。[引用が必要]機能面では、ソレノサイトは宿主生物の排泄システムで重要な役割を果たしている。 [1]例えば、ナメクジウオ（ナメクジウオ属）はソレノサイトの原腎を利用して排泄を行う。[2]排泄に加え、これらの細胞はイオン調節や浸透圧調節にも寄与する。[引用が必要]このことを念頭に置いて、ソレノサイトは原腎のサブタイプを形成し、別の特殊化した排泄細胞タイプ、すなわち、炎細胞と比較されることが多い。[引用が必要]ソレノサイトには鞭毛があり、炎細胞は一般に繊毛がある。[要出典]

細胞構造と構成

図1。この画像は、原腎の側枝（AおよびB）から伸びるソレノサイトクラスターの基本的な細胞構造を示しています。ソレノサイトの細胞体は円形で、各尿細管の頂部に位置し、鞭毛は細胞内尿細管腔を貫通しています。

ソレノサイトは中胚葉由来の形態的に多様な細胞で、細胞質キャップまたは核を有する閉鎖細胞体を有しています。[要出典]長い尿細管が細胞体に付着しており、その細胞内腔内には1本または2本の長い鞭毛があります。[3]連続的に運動する振動性の鞭毛は、鞭毛構造の基部にある基底小体と呼ばれるタンパク質構造から伸びています。尿細管を貫通する鞭毛は、原腎の腔内に意図的に突出することができます（図1参照）。[要出典]

尿細管の壁構造は、小さな開口部が開けられた細い柱状の棒で構成されています。これらの空隙は、おそらく間質液の濾過が行われる場所です。[3]

腎器官には約500個のソレノサイトが含まれており、それぞれの長さは約50ミクロンです（この長さには有核細胞体と尿細管が含まれます）。[要出典]ナメクジウオ（ Branchiostoma属）belcheriの排泄器官には、ソレノサイトのクラスターが含まれています（その大部分は歯状靭帯の体腔表面に沿って位置しています）。これらのクラスターはパターン化された間隔で構成されており、B. belcheriの尿細管の間にグループを形成しています。これは、ある意味で、人体の内臓を取り囲む中皮細胞に似ています。 [2]追加の研究では、歯状靭帯内の血管液がソレノサイトの隙間または足突起の狭いネットワークを通って体腔内に移動する可能性があるため、脊椎動物の足細胞との類似性が示唆されています。[4]

機能とメカニズムの側面

図2.透過型電子顕微鏡写真（TEM）は、2つの真核生物の鞭毛の9+2配列の微小管の断面を示しています（上段）。

機能面では、鞭毛はソレノサイトの排泄機能において重要な役割を果たしている。これらの運動性付属器はソレノサイト膜から伸び、軸フィラメント（または軸糸）、基底小体、および多数の微小管の支持を利用している。[5]とはいえ、鞭毛の安定性はその運動性にとって非常に重要である。9 つの三重微小管からなる基底小体は、鞭毛を所定の位置に固定する機能を持つ（変形した中心小体として機能）。各鞭毛の中心には、高度に保存された軸糸があり、その中には 1 対の単一微小管を取り囲む 9 つの二重微小管が含まれている（9+2 パターンを生成）。[6] [7]数千の歩行ダイニン モーターが軸糸の二重小体に付着し、その結果、鞭毛の運動の燃料となるアデノシン三リン酸（ATP ）が加水分解される。[7]より具体的には、ダイニンは外側の微小管環内の1つのダブレットに固定され、隣接するダブレットに向かって「歩く」ことで、鞭毛構造全体が曲がったり、拍動したりすることができます（図2参照）。[8]要するに、鞭毛運動により、ソレノサイトは排泄物と体腔液を細胞内管腔に運ぶことができます。[4]

いくつかの下等無脊椎動物では、ソレノサイトクラスターは体腔管に直接突出し、体腔液に浸っています。[9]この体液には、塩、タンパク質、小体（例えば、白血球、食細胞、象牙質細胞、粘液細胞など）を含む様々な物質が含まれています。その点で、ソレノサイトは体腔液の移動を通じて、浸透圧調節、イオン調節、および恒常性維持において重要な役割を果たしています。 [10]

鰓鉤類の腎にも微細な血管があり、原腎は体腔液や血管から拡散を介して窒素老廃物を吸収する機能を果たします。[9]

研究の意義

図3.この図は、ナメクジウオ（ナメクジウオとも呼ばれる）の基本的な解剖図を示しています

他の無脊椎動物の排泄器官についての理解を深めるだけでなく、ソレノサイトの組成と機能に関するさらなる研究は、腎機能、ヒトの健康、さらには脊椎動物界における特定の遺伝性疾患に関する現在の知識を進歩させる可能性があります。頭索動物であるナメクジウオ（図3参照）は、脊椎動物の近縁種として、この研究に貢献することができます。[4] [11] [12]

ハチェク腎

対になった原腎と比較して、ハチェク腎は、 Branchiostoma virginiaeに見られる大きな非対の排泄構造です。腎は、集合管とともに、脊索の左側、左前大動脈の横に位置しています。[11]ハチェク腎は、多数のソレノサイトからなる単一の曲がった枝を持つ原腎のようなものです。この構造の前端はハチェク小窩のすぐ前にあり、後端（口蓋帆の後部）は内胚葉咽頭に開口しています。鞭毛を持つ濾過細胞であるシトポドサイトが、集合管の長さを占めています。これらの濾過細胞は、ソレノサイトの構造と機能に非常に似ています。[11]

腎機能

研究によると、ナメクジウオ（ Branchiostoma ）の体腔筋上皮細胞は腎機能に重要な役割を果たす可能性がある。[4]体腔に沿って位置する筋上皮細胞は、太い（直径18～25nm）と細い（直径5～7nm）の両方の微小フィラメントを有する。しかしながら、これらの微小フィラメントは、体腔の歯状靭帯表面に付着したソレノサイトに近接する筋上皮細胞に多く存在するようである。[4]ソレノサイトの鞭毛が体腔液を排泄管全体に送り出すことから、ソレノサイトクラスター近くの筋上皮細胞が体腔内の体液運動を調節することで腎機能に影響を与える可能性があると考えられている。[4]

ヒトの健康と遺伝性疾患

脊椎動物の系統内では、Branchiostomaの分岐後に重要なゲノム重複が起こったため、Branchiostomaは脊椎動物の生物学的メカニズムへの洞察を得るための潜在的に貴重なモデルとなっています。 [12] Branchiostomaは、ヒトの健康と遺伝性疾患の研究に有用です。シグナル伝達経路に加えて、脊椎動物の器官の多くの相同体は、脊椎動物の同等の器官と細胞、発達、生理学的パラメータを共有しています。[12]この前提に基づくと、Branchiostoma内のソレノサイトの機能は、腎細胞癌（RCC）などの代謝性疾患への洞察を提供する可能性があります。[13]

参考文献

  1. ^ 「ソレノサイト｜解剖学｜ブリタニカ」www.britannica.com。2023年4月11日閲覧
  2. ^ 中尾泰介 (1965年2月). 「ナメクジウオ（Branchiostoma）belcheriの排泄器官」. Journal of Ultrastructure Research . 12 ( 1–2 ): 1–12 . doi :10.1016/s0022-5320(65)80002-8. PMID  14289428.
  3. ^ Wilson, RA; Webster, Lesley A. (1974年5月). 「原腎」. Biological Reviews . 49 (2): 127–160 . doi :10.1111/j.1469-185x.1974.tb01572.x. PMID  4604982
  4. ^ abcdef Tyson, Greta E.; Bulger, Ruth Ellen (1978). 「ナメクジウオの体腔内筋上皮細胞と腎機能におけるその意義の可能性」.アメリカ顕微鏡学会誌. 97 (3): 397–402 . doi :10.2307/3225994. JSTOR  3225994. PMID  568344.
  5. ^ Nørrevang, Arne (1963年5月). 「Priapulus caudatus Lamarckのソレノサイト樹の微細構造」. Nature . 198 (4881): 700–701 .書誌コード:1963Natur.198..700N. doi :10.1038/198700a0
  6. ^ Croft, Jacob T.; Zabeo, Davide; Subramanian, Radhika; Höög, Johanna L. (2018年12月7日). 「真核生物の鞭毛遠位端の構成、構造、および機能」. Essays in Biochemistry . 62 (6): 815–828 . doi :10.1042/EBC20180032 . PMC 6281473. PMID  30464008 
  7. ^ ab Chen, Daniel; Heymann, Michael; Fraden, Seth; Nicastro, Daniela; Dogic, Zvonimir (2015). 「単一細胞レベルで測定した真核生物鞭毛のATP消費量」Biophysical Journal . 109 (12): 2562–2573 . arXiv : 1511.01820 . Bibcode : 2015BpJ ...109.2562C. doi : 10.1016/j.bpj.2015.11.003. PMC 4699893. PMID 26682814.   
  8. ^ 「モータータンパク質と筋肉 | 生物生物学」organismalbio.biosci.gatech.edu . 2023年4月17日閲覧
  9. ^ ab 「鰓口動物の排泄器官（図解付き）｜脊索動物門｜動物学」動物学ノート。2017年7月3日。2023年4月18日閲覧
  10. ^ “体腔液 | 動物学 | ブリタニカ”. www.britannica.com . 2023年4月18日閲覧。
  11. ^ abc Ruppert, Edward E. (1996). 「Branchiostoma Virginiae（頭索動物門）の幼生期および幼若期におけるHatschek's Nephridiumの形態」. Israel Journal of Zoology . 42 (sup1): S161 – S182 . doi :10.1080/00212210.1996.10688879 (2025年7月12日現在非アクティブ). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI 2025年7月現在無効 (リンク)
  12. ^ abc ギブソン＝ブラウン、ジェレミー・J.；オソエガワ、カズトヨ；マクファーソン、ジョン・D.；ウォーターストン、ロバート・H.；デ・ヨング、ピーター・J.；ロクサー、ダニエル・S.；ホランド、リンダ・Z.（2003年12月15日）。「米国エネルギー省合同ゲノム研究所に提出されたナメクジウオゲノムの配列決定提案」。実験 動物学ジャーナル パートB：分子および発生進化。300B (1): 5– 22。書誌コード： 2003JEZ...300....5G。doi ：10.1002/jez.b.42。PMID 14984031
  13. ^ Chakraborty, Samik; Balan, Murugabaskar; Sabarwal, Akash; Choueiri, Toni K.; Pal, Soumitro (2021-08-01). 「腎癌における代謝リプログラミング：代謝性疾患の事象」. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer . 1876 (1) 188559. doi :10.1016/j.bbcan.2021.188559. ISSN  0304-419X. PMC 8349779. PMID 33965513.   
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