単球形成：ステージ、細胞特性、調節 - 生物学 - 2025

monocytopoiesisは、単球-マクロファージ系列の形成である、すなわち、活性化が終了するまで、成熟単球マクロファージを形成することを含みます。どちらのタイプの細胞も特定の機能を果たします。単球は細菌やウイルスを飲み込みます。

マクロファージは、高い食作用を示し、免疫系の細胞を引き付け、抗原提示細胞として機能します。また、他の細胞株の活性化に関与する重要なサイトカインを合成します。

左：末梢血塗抹標本の単球。右：カプセル化された酵母（Cryptococcus neoformans）を貪食するマクロファージ。出典：Wikipedia.com/Carolina Coelho

単球およびマクロファージ、ならびに他の種類の細胞は、単核食細胞系、または以前は細網内皮系として知られていました。

単球造血は、単球造血とも呼ばれます。単球は血液中を循環する細胞であるため、単球系は造血と呼ばれるマクロ過程の一部です。

ただし、単球は活性化されるとさまざまな組織に輸送されます。マクロファージに形質転換されたこれらの細胞は、それらが見つかった組織に応じて特定の名前が付けられます。

たとえば、肺組織では肺胞マクロファージ、肝臓ではクッパー細胞、結合組織では組織球、皮膚ではランゲルハンス細胞、CNSではミクログリア、腎臓ではメサンギウム細胞、骨では破骨細胞と呼ばれます。

単球形成の完全なプロセスは、幹細胞から始まります。ここから、多能性機能を持つ最初の細胞が出現し、その後少しずつ特定の細胞系譜の形成に関与する細胞に分化します。

これは、プロセス全体を制御する化学的要因のおかげで起こります。含まれる物質の中には、インターロイキン3（IL-3）および顆粒単球（GM-CSF）および単球（M-CSF）コロニー刺激因子があります。

単球形成プロセスの障害は、深刻な病気につながる可能性があります。

単球形成の段階

形成、分化、成熟の過程は骨髄で起こります。その後、活性化プロセスは、細網内皮系の組織で発生します。

すべての造血細胞シリーズは幹細胞に由来し、単球造血も例外ではありません。特定の化学的刺激により、幹細胞はさまざまな多能性細胞を生じさせます。

1つ目はCFU-LM（リンパ系および骨髄系のコロニー形成単位）で、後にCFU-GEMM（顆粒球、赤血球、単球、および巨核球系のコロニー形成単位）と異なります。そこからCFU-GM（顆粒球および単球）が発生し、これはCFU-M（単球）とは異なります。

ここから、骨髄レベルで認識可能な前駆体が始まります。これらは、単芽球、前単球、単球です。次に、この細胞は末梢循環に入り、活性化されるとマクロファージになります。

幹細胞からCFU-Mへの分化過程において、形態学的な観点から多能性前駆細胞を認識することはできません。

その後、単芽球から単球またはマクロファージへの細胞の成熟過程中に、それらは、それらの現在の成熟状態を明らかにする連続的な形態学的変化を受ける。

そのため、単芽球から始めて、各前駆細胞にはそれらを認識可能にする独自の特性があります。

認識可能な幹細胞の特徴

モノブラスト

15〜22 µmのセルです。その特徴は骨髄芽球と非常によく似ているため、区別することが難しい場合があります。核は細胞のほぼ全体を覆っており、好塩基性が強いことを特徴とする貧弱な細胞質が残っています。

核は円形で偏心しており、クロマチンが非常に緩やかで、5〜6個の核小体が認められます。エステラーゼ染色などの細胞化学染色技術を使用して、単芽球と骨髄芽球を区別できます。

その成熟は前単球に代わる。

前単球

このセルのサイズは約15〜20 µmです。核の細胞質比は依然として高いですが、単芽球で見られるものよりもやや低いです。

核は偏心したままですが、今では不規則な形状を想定しており、わずかに腎臓の形や陥入した領域さえも見ることができます。クロマチンはわずかに凝縮されており、1〜2個の核小体しか見られません。

細胞質好塩基球は維持されるか、わずかに減少します。この段階で、アズール親和性の小さな顆粒が現れます。この細胞は、いくつかの特徴を共有する前骨髄球としばしば混同されます。この細胞が成熟すると、それは単球になります。

単球

骨髄で形成されると、24時間そこに残り、その後循環に放出される準備が整います。この細胞は、末梢血塗抹標本で容易に認識できます。

単球は循環中の最大の細胞で、15〜30 µmの大きさです。それはまた、高い核細胞質比を維持する唯一の成熟細胞でもあります。クロマチンは前単球よりも密度が高いですが、リンパ球よりも濃縮は少ないです。

核は細胞の中心にあるか、偏心したままです。核の形状はさまざまですが、完全に腎臓の形をしたり、小さなくぼみで丸められたりすることもあります。

細胞質はわずかな好塩基球を保持します。従来の染色では、細胞質は淡い青灰色がかった色合いで観察されます。アズール好性顆粒の存在は細胞質全体で維持され、それらは核の周りにもう少し集中しています。

単球の細胞質では、液胞の存在が現れ、顕微鏡下で白い領域として見ることができます。液胞は細菌やウイルスの感染過程に現れ、食作用によるものです。

単球と空胞化マクロファージは泡沫細胞として知られています。それらは後天性免疫不全の患者に非常によく見られます。泡沫細胞は、アテローム斑にも豊富です。

炎症プロセスでは、単球は膜で発現するインテグリンのおかげで内皮に付着し、血管外遊走と呼ばれるプロセスによって血管内皮を通過します。このようにして、それらはさまざまな組織に移動します。そこでは組織に応じて特殊なマクロファージになります。

マクロファージ

これは、25〜50 µmの大きさの大きなセルです。それはよく発達した楕円形と中心核を持っています。細胞質には、食作用に使用される細胞小器官であるリソソームが豊富に含まれています。それはさまざまなファブリックにあり、それぞれに異なる名前が付けられます。

単球およびマクロファージは、線維芽細胞、内皮および網様細胞などの他の細胞とともに、細網内皮系を構成します。

その機能には、異物の食作用、処理された抗原を免疫系の他の細胞に提示すること、他の炎症性細胞を引き付けるケモカインを合成すること、細胞増殖を調節すること、および一般的に免疫応答の機能が含まれます。

単球形成の調節

この細胞形成、分化、成熟の過程には、恒常性を調節する化学物質が関与しています。

これらの物質には、インターロイキン3（IL-3）および顆粒単球（GM-CSF）および単球（M-CSF）コロニー刺激因子が含まれます。

インターロイキン3（IL-3）

CD4リンパ球によって産生されます。このインターロイキンは、幹細胞からすべての細胞系譜の多能性前駆細胞への分化を促進します。その中には、リンパ系および骨髄系のコロニー形成単位（CFU-LM）と呼ばれる前駆体があります。

顆粒単球コロニー刺激因子（GM-CSF）

これは、単球系を含むさまざまな細胞系の分化および成熟過程で骨髄を刺激する物質です。

その機能は、造血プロセスのホメオスタシスを維持するために極めて重要です。免疫反応の維持にも重要です。

この因子は、骨髄移植患者の治療として使用されます。この因子は骨髄の刺激を助け、それにより血球数を迅速に回復させます。

単球コロニー刺激因子（M-CSF）

この物質は、骨髄間質の細胞と骨芽細胞によって合成されます。

単球前駆体の分化過程に関与することに加えて、それは破骨細胞形成の初期段階、特に多核巨細胞の形成においても役割を果たす。

また、血液中のリポタンパク質レベルの調節にも関与しています。単球はこのプロセスに関与しています。これが、泡のセルが形成される理由です。

単球の変化に関連する疾患

心筋梗塞

心筋梗塞を患った患者では、血中単球（単球増加症）の有意な増加が観察されています。それらは組織修復において重要な役割を果たすと考えられています。

アテローム性動脈硬化

この関与は、血管内皮のレベルで発生する炎症の一種です。コレステロールや低密度リポタンパク質（LDL）などの血中脂質の増加によって刺激されます。

単球は、特定の修飾されたリポタンパク質に親和性を持つ受容体を発現し、アテローム性動脈硬化のプロセスで活発に作用します。この意味で、インターフェロンアルファ（IFNα）は、単球上のこれらの受容体の発現を刺激します。

この状態では、内皮の空胞化単球または泡沫細胞の増加を観察するのが一般的です。

MonoMAC症候群

このまれな症候群は、単球の完全な欠如を引き起こす遺伝的欠陥を特徴とします。骨髄はこの細胞系統を作ることができず、その結果、日和見微生物による皮膚感染が再発します。

サルコイドーシス

これは、肺、皮膚、リンパ節、心臓などのさまざまな組織に肉芽腫を形成する素因がある疾患です。この疾患は、マクロファージを含む炎症細胞の蓄積によって引き起こされます。

肺ランゲルハンス細胞組織球症

このまれな病気は主に白人の喫煙者を攻撃し、ランゲルハンス細胞と呼ばれる特定の種類のマクロファージの増殖を特徴とします。これらは通常皮膚に見られるマクロファージです。

この病気では、肺組織にこれらの細胞の浸潤があります。この状況は、特に喫煙者において、肺胞マクロファージによって分泌されるサイトカインによって引き起こされると考えられています。特に皮膚、骨などの他の組織も影響を受ける可能性があります。

慢性骨髄単球性白血病（CMML）

それは、骨髄異形成および骨髄増殖性腫瘍性病理です。血中単球の数が大幅に増加し、正常な白血球または軽度の白血球減少症が発生します。血小板減少症と正球性貧血もあるかもしれません。

マクロファージ活性化症候群（SAM）

この疾患は、増殖性で機能的なマクロファージの異常を特徴としています。その形態は正常ですが、その活動は誇張されています。マクロファージは、赤血球、血小板、白血球、さらにはそれら自身の前駆体さえも制御されない方法で貪食し始めます。時間内に治療しなければ、この病気は致命的となる可能性があります。

参考文献

1. Terry N、Mediaceja O、Noa M、SánchezP。ウイルス性疾患の研究における末梢血塗抹標本の半臨床的価値。Rev Latinoam Patol Clin Med Lab 2016; 63（3）：160-165。入手可能：medigraphic.com
2. ギルM.造血系：機能、組織、組織学、臓器、疾患。利用可能：lifeder.com/hematopoietic-sistema/
3. Echeverri D、Fontanilla M、Buitrago L.血管疾患におけるマクロファージ。隠れた敵？カルジオール牧師。2004; 11（3）：164-173。入手可能：scielo.org.co/
4. カンテラA、エルナンデスV、セイグリーF.マクロファージ活性化症候群：全身性敗血症のシミュレーション。2009年Cubana Pediatr牧師。81（4）：76-85。で利用可能：http：// scielo
5. Comalada M.マクロファージにおける決定：増殖、活性化、または死滅。博士論文 2002; 免疫学の博士号プログラム。バルセロナ大学。入手可能：tdx.cat/bitstream