上皮組織：構造と機能
上皮は、体の4つの基本組織型の1つです。上皮は、細胞外マトリックスがほとんどなく密接に接した細胞で構成されており、体表面を覆い、内部の腔や管の内壁を形成し、腺の分泌実質を形成します。基底膜上に存在し、特殊な細胞間結合によって結合された上皮は、選択的なバリアと界面を形成し、体はそれを通じて自身を保護し、吸収し、分泌し、環境を感知します。
Definition
上皮組織は、密着した極性を持つ細胞からなる無血管組織であり、体表面を覆うか、内壁を形成し、腺を形成します。下層の結合組織とは基底膜によって隔てられています。
Scope
この領域では、上皮組織を組織学的分類として読者に紹介します。すなわち、細胞層の数と表面細胞の形状による上皮の分類、下層の結合組織への付着方法、細胞がどのように結合され極性を持つか、細胞が発達させる頂端特殊化、そして細胞がどのように再生されるかについてです。これらは、臨床的な指示ではなく、組織学および細胞生物学における参照トピックとして位置づけられています。詳細な扱いは、下位トピックで提供されます。
Sub-topics
Core questions
- 上皮は細胞層の数と表面細胞の形状によってどのように分類されますか？
- 上皮細胞は互いに、そして基底膜にどのように付着していますか？
- 何が上皮細胞に頂端-基底極性を与え、それが機能にとってなぜ重要なのでしょうか？
- 上皮はどのようにしてバリアを維持しながら、継続的に再生されるのでしょうか？
Key concepts
- 頂端-基底極性
- 基底膜
- 細胞間結合（密着結合、接着結合、デスモソーム、ギャップ結合、ヘミデスモソーム）
- 単層 vs. 重層構造
- 扁平、立方、円柱細胞の形状
- 無血管性と下層結合組織への依存
- 前駆細胞からの継続的な再生
Mechanisms
上皮細胞は、頂端結合複合体および他の結合によって側方に結合し、基底側では基底膜に固定されており、これらが一体となって連続した極性のあるシートを形成します（Farquhar and Palade, 1963; Yurchenco, 2011）。極性により、頂端特殊化と輸送タンパク質が基底外側膜から分離され、吸収や分泌などの方向性のある機能が可能になります。上皮は無血管であるため、隣接する結合組織内の血管から基底膜を介した拡散によって栄養素を得ます。このシートは、表面から失われた細胞を幹細胞および前駆細胞の増殖によって置き換えることで、長期にわたって維持されます（Blanpain and Fuchs, 2009）。
Clinical relevance
上皮の構造は、臨床組織病理学の多くを支えています。上皮の種類と配置は、組織の特定と疾患の特性評価に役立ち、ほとんどのヒトのがん（癌腫）は上皮から発生します。この項目では、そのような観察を解釈するための背景として上皮生物学を記述しており、診断や治療の指針を提供するものではありません。
Evidence & guidelines
ここで要約されている上皮の記述的分類と機能的説明は、長年にわたって確立されており、標準的な組織学の参考文献（Mescher, 2018; Ross and Pawlina, 2020）で一貫して提示されています。メカニズムの詳細は、結合、基底膜、および組織再生に関する細胞生物学の文献から引用されています。
History
上皮の微細構造は、20世紀半ばの電子顕微鏡の登場によりアクセス可能になりました。FarquharとPaladeによる1963年の結合複合体の記述は、上皮細胞がどのように密閉され、互いに固定されているかを確立しました。その後の研究により、基底膜の分子組成と上皮シートを再生する幹細胞システムが定義され、古典的な組織学的分類と細胞および分子生物学が統合されました。
Key figures
- Marilyn Farquhar
- George Palade
- Peter Yurchenco
- Elaine Fuchs
Related topics
Seminal works
- farquhar-palade-1963
- yurchenco-2011
- blanpain-2009
Frequently asked questions
- 4つの基本組織型とは何ですか、そして上皮はどこに位置しますか？
- 4つの基本組織は、上皮組織、結合組織、筋組織、神経組織です。上皮は表面を覆い、内壁を形成し、腺を形成します。密に詰まった極性のある細胞、最小限の細胞外マトリックス、および基底膜によって特徴づけられます。
- 上皮が無血管であると説明されるのはなぜですか？
- 上皮自体には血管が含まれていません。細胞は、下層の結合組織にある毛細血管から基底膜を介した拡散によって栄養を得ます。これが、上皮が結合組織上に存在する理由の1つです。