創傷治癒:細胞の視点

高校生向けのやさしい解説

指を切ってもしばらくすると傷がふさがる——あれは体の中で、何種類もの細胞が「いつ・どこで・何をするか」を見事にタイミングを合わせて働いているからです。まず血を止め(止血)、ばい菌と戦い(炎症)、新しい組織を作り(成長)、皮膚でふたをして(再上皮化)、最後に整える(リモデリング)。しかも、ふだんは限られた働きしかしない皮膚の幹細胞が、傷ができると「いろいろな細胞になれる力」を取り戻すこともわかってきました。傷が治るしくみを細胞のレベルで丸ごと見渡したレビューです。

概要

Rodrigues ら (2019) は、創傷治癒 (wound healing) を「人体で最も複雑なプロセスの一つ」と位置づけ、止血 (hemostasis)・炎症 (inflammation)・成長 (growth)・再上皮化 (re-epithelialization)・リモデリング (remodeling) という各相における多様な細胞型の、役割を異にした時空間的な同期 (spatial and temporal synchronization) として描く総説である。単一細胞技術 (single cell technologies) の進展により、これらの細胞型の内部に表現型・機能の異質性 (heterogeneity) が見出されたこと、また皮膚に存在する希少な幹細胞サブセットが、無傷状態では単能性 (unipotent) だが損傷後に多能性 (multipotent) を獲得することなどの発見を整理する。機械的な力・酸素レベル・ケモカイン・細胞外マトリクス・成長因子といった微小環境 (microenvironment) の変化が細胞の動員と活性化に直接影響し、慢性創傷や肥厚性瘢痕といった治癒障害状態を生むことを論じ、単一細胞技術による細胞変化の解読が治療法開発の鍵になると展望する。

主要概念

5相の時空間的同期

止血→炎症→成長→再上皮化→リモデリングの各相で、異なる細胞型がそれぞれの役割を、適切なタイミングと場所で果たす。治癒は単一の出来事ではなく、相の継起と細胞の協調からなる過程である。

損傷誘導の可塑性(単能性→多能性)

“rare, stem cell subsets within the skin, which are unipotent in the uninjured state, but become multipotent following skin injury”

無傷では限られた運命しかもたない幹細胞が、損傷という撹乱を契機に多能性を取り戻す。欠損が細胞の潜在能力を解放する。

微小環境が細胞運命を決める

機械的力・酸素・ケモカイン・ECM・成長因子の変化が細胞の動員と活性化を方向づける。同じ細胞でも置かれた場 (microenvironment) によって振る舞いが変わる。

単一細胞技術が明らかにする異質性

従来は均質とされた細胞集団の内部に、表現型・機能の異質性が見出された。これが正常治癒と病的治癒(慢性創傷・瘢痕)の差を解く手がかりとなる。

創造(creation-space)との関連

「損傷(欠損)が幹細胞の多能性を解放する」という知見は、欠損が潜在能力を立ち上げる契機になるという見方と強く響き合う(→欠損駆動思考の探索領域)。また、細胞の運命が固定的なプログラムではなく置かれた場(微小環境)によって立ち上がるという像は、創造の素材が場との関係のなかで意味と振る舞いを獲得することと対応づけて読める。傷=欠損を起点に新しい組織が場の中で組織化される過程は、創造モデルの場→渦(再組織化)→束(修復された構造)の流れに重なる。

書誌情報

  • 著者: Melanie Rodrigues, Nina Kosaric, Clark A. Bonham, Geoffrey C. Gurtner(Stanford University School of Medicine)
  • 年: 2019
  • 出典: Physiological Reviews 99(1), 665–706
  • access_status: raw-confirmed
  • DOI: 10.1152/physrev.00067.2017
  • オープンアクセス: PDF (Physiol Rev)

ソース参照(GitHub・検証用)

出典メモ

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