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1960年代の躍進: センダイウイルスは細胞融合の世界をどう変えたのか?
細胞融合は、単一の核を持つ複数の細胞が結合して合胞体と呼ばれる多核細胞を形成する重要な細胞プロセスです。この現象は、筋芽細胞、破骨細胞、および栄養膜細胞の分化中、ならびに胚形成および形態形成中に発生します。細胞融合は細胞成熟における重要なステップであり、細胞が増殖中にその特定の機能を維持し続けることを保証します。
過去のレビュー
1839 年、テオドール シュワンは著書『顕微鏡研究』の中で生命は細胞で構成されているという理論を拡張し、個別の細胞が生命の基礎を形成していると提案しました。一部の細胞の細胞壁と空洞が融合しているというシュワンの観察は、細胞が融合する可能性があるという最初の手がかりを提供した。しかし、細胞生物学者が初めて意図的に細胞を融合させたのは 1960 年代になってからでした。彼らは、単離したマウス細胞を組み合わせ、センダイウイルスを用いて細胞外膜の融合を誘導した。
これらの融合ハイブリッド細胞には、両方の融合パートナーの染色体が含まれており、シンカリオンと呼ばれます。
1960 年代後半までに、生物学者は、さまざまな種類や種の細胞を、2 つ以上の別々の核を維持するヘテロカリオンと呼ばれるハイブリッドに融合させることに成功しました。この研究は、オックスフォード大学のヘンリー・ハリス氏とスウェーデンのカロリンスカ研究所のニールス・リンゲッツ氏によって主導されました。これらは細胞融合への新たな関心を引き起こしました。これらのハイブリッド細胞により、生物学者は、さまざまな種類の細胞質がさまざまな種類の核の機能にどのような影響を与えるかについて、より深く理解できるようになります。
細胞融合の種類
細胞融合は、ホモタイプとヘテロタイプの 2 つのカテゴリに分類できます。同型細胞融合は、破骨細胞や筋線維などの同じ種類の細胞が互いに融合するときに発生します。 2 つの細胞の核が結合すると、共核細胞が生じます。結果として得られる異核細胞は、何世代にもわたって複製される可能性があります。異型細胞融合は、異なる細胞型間で起こり、例えば骨髄由来細胞 (BMDC) と他の臓器由来の細胞との融合など、共核細胞が生じます。
細胞融合の方法
細胞生物学者と生物物理学者は現在、細胞融合に 4 つの主要な方法を使用しています。これらの方法には、電気融合、ポリビニルアルコールアーク細胞融合、センダイウイルス誘導融合、および新しく開発された光学制御熱プラズマ融合が含まれます。
電気融合は、現代生物学における最も革新的なテクノロジーの一部です。
電気融合のプロセスでは、電気泳動によって 2 つの細胞を接触させ、パルス電圧を印加して細胞膜の融合を促進します。ポリビニルアルコールは効率が高いですが、センダイウイルスはさまざまな温度段階で融合を引き起こし、各段階での融合効果も異なります。最近開発された熱プラズマ技術は、異なる緩衝条件下での細胞融合を可能にし、研究に全く新しい可能性をもたらします。
人間の治療への応用
臓器および組織の移植の需要が高まるにつれ、細胞融合が潜在的な治療法として注目を集めています。生物学者は、損傷後の組織の修復における細胞融合の潜在的な役割を調査し始めています。多くの課題はありますが、これらの困難を克服できれば、細胞融合の治療可能性を過小評価することはできません。
植物細胞における役割
植物における細胞融合の頻度は真核細胞よりもはるかに少ないですが、植物細胞にも独自の融合方法があります。植物細胞の細胞壁は、融合する前、または細胞間に橋を形成する前に薄くなり、配偶子融合中にも同様の現象が発生します。
がんの進行における役割
細胞融合はがん研究でも注目されています。複数の異なる細胞型が融合すると倍数体細胞が生成される可能性があり、細胞が持つ遺伝子の組み合わせが異なるために不安定になり、疾患を引き起こす可能性があります。骨髄由来細胞と悪性腫瘍細胞の融合により、これらのがん細胞はより強力な拡散能力を獲得します。
微生物における細胞融合
真菌、アメーバ、細菌では、細胞融合はそれぞれ独自の特殊な形式をとります。たとえば、真菌の性周期では、細胞融合 (プラズマガミー) は 2 つの細胞の細胞質を結合するプロセスです。
その他の用途
細胞融合技術は、細胞分裂と遺伝子発現の制御を研究したり、悪性形質転換やウイルス複製を調査したり、さらにはモノクローナル抗体を生成したりするために使用できます。
全体として、センダイウイルスと細胞の融合の開発は生物学の最前線を前進させるだけでなく、医学とバイオテクノロジーの可能性にも新たな光を当てます。ますます重要性を増している分野として、細胞融合は将来、人間の健康に革命的な変化をもたらすのでしょうか?
