「細胞増殖」の版間の差分

　細胞は、まずその中身を倍加し、その後に二分することで増殖を行う。この倍加と分裂の循環を細胞周期（cell cycle）といい、生物の増殖には必要不可欠な機構である。細胞周期の最も基本的な機能は[[核]]内の膨大な量の[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]を正確に[[wikipedia:ja:複製|複製]]し、そのDNAを2つの娘細胞に正確に分配することである。この二つの重要な時期はそれぞれS期（DNA <u>S</u>ynthesis）、M期（<u>M</u>itosis）と呼ばれる。さらに、細胞の分裂には[[wikipedia:ja:タンパク質|タンパク質]]、[[wikipedia:ja:細胞小器官|細胞小器官]]の倍加と分離も必要であるが、ほとんどの細胞ではタンパク質と細胞小器官の倍加に必要な時間は、DNAの倍加と分離に必要な時間よりもはるかに長い。そのため、細胞周期には“間の時期”（<u>G</u>ap phase）として、G₁期（G₁ phase）とG₂期（G₂ phase）があり、M期の終わりからS期の始まりまでをG₁期、S期の終わりからM期の始めまでをG₂期と呼ぶ。これらをまとめると、[[wikipedia:ja:真核生物|真核生物]]の細胞周期は全部で4つの期間、すなわちG₁期、S期、G₂期、M期に分けることができ、G₁期、S期、G₂期をまとめて間期と呼ぶ。また、G₁期において、細胞外の環境が分裂に適切でない場合、G₀期と呼ばれる休止状態に入る場合があると考えられており、数日、あるいは数年にわたって増殖せずにいることもある(表1)(図1)<ref name=ref1>'''Bruce Alberts, Alexander Johonson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter'''<br>監訳　中村桂子，松原謙一<br>翻訳　青山聖子，滋賀陽子，滝田郁子，中塚公子，羽田裕子，宮下悦子<br>細胞の分子生物学　第5版<br>''NEWTON PRESS''：2010 </ref>。

|有糸分裂、細胞質分裂

　細胞周期は細胞周期制御系によって調節されており、[[wikipedia:cyclin-dependent kinase|サイクリン依存性キナーゼ]]（cyclin-dependent kinase, Cdk）ファミリーがその中心タンパク質として知られている。これらのキナーゼ活性が細胞周期に依存して上下することにより、細胞周期の進行、停止を調節する。この細胞周期依存的な活性はCdk調節因子である[[wikipedia:ja:サイクリン|サイクリン]]（cyclin）に依存しており、Cdkとサイクリンが結合したサイクリン−Cdk複合体（cyclin-Cdk complex）を形成した時、キナーゼ活性を示し細胞周期が進行する。[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]には主に4種類のCdkと4種類のサイクリンが存在し、それぞれの時期を制御している(表2)<ref name="ref1" />。  

　上記のサイクリンの合成と分解が細胞周期におけるCdk活性を調節する主要な要因であるが、その他にもCdk活性を微調整する機構が存在する。[[wikipedia:ja:Cdk阻害タンパク質|Cdk阻害タンパク質]]（Cdk inhibitor protein&nbsp;: CKI）と呼ばれるタンパク質は、Cdkまたはサイクリン-Cdk複合体と結合することにより、サイクリン存在下でもCdkの活性を阻害する。CKIには[[wikipedia:p16INK4a|p16^INK4a]]、[[wikipedia:CDKN2B|p15^INK4b]]、[[wikipedia:CDKN2C|p18^INK4c]]、[[wikipedia:CDKN2D|p19^INK4d]]の4種類が属する[[wikipedia:INK4|INK4]]ファミリーと、[[wikipedia:p21Cip1|p21^Cip1]]、[[wikipedia:p27Kip1|p27^Kip1]]、[[wikipedia:p57Kip2|p57^Kip2]]の3種類が属する[[wikipedia:cyclin-dependent kinase#CDK Inhibitors|Cip/Kipファミリー]]の2つのファミリーが存在する。INK4ファミリーはG1期において[[wikipedia:Cdk4|Cdk4]]または[[wikipedia:Cdk6|Cdk6]]に対し、[[wikipedia:ja:サイクリンD|サイクリンD]]と競合的に結合することでCdkの活性を阻害する。Cip/Kipファミリーは[[wikipedia:ja:サイクリンE|サイクリンE]]-[[wikipedia:Cdk2|Cdk2]]、[[wikipedia:ja:サイクリンA|サイクリンA]]-Cdk2、また[[wikipedia:ja:サイクリンB|サイクリンB]]-[[wikipedia:Cdk1|Cdk1]]複合体に結合しCdkの活性を阻害する<ref name="ref2"><pubmed>17654117</pubmed></ref><ref name="ref3"><pubmed>22154077</pubmed></ref>。p27Kip1の阻害において、サイクリン-Cdk-CKI複合体のX線結晶解析により、CKIの結合がCdk活性部位の構造を大きく変化させることが明らかにされた。  

　[[中枢神経系]]は発生過程において[[神経幹細胞]]（neural stem cell）の増殖、分化によって形成される。神経幹細胞は、[[神経管]]（neural tube）の閉鎖直後では、[[神経上皮]]（neuroepithelium）という一列の層状に並んだ形態をとっており、[[対称分裂]]を繰り返すことで自己増殖を行うと同時に、一部は非対称分裂により神経細胞を産生する。[[神経上皮細胞]]は放射状に伸びた細長い形態をとっており、その末端はそれぞれ脳室面と基底面に結合しているが、細胞増殖に伴い脳の層が厚くなると基底面側が突起となって放射状に引き伸ばされていく。胎生中期においては、この[[放射状グリア細胞]]（radial glial cell）が神経幹細胞と考えられ、[[非対称分裂]]によって[[神経細胞]]あるいは[[神経前駆細胞]]を産生している。これらの細胞は放射状グリア細胞の突起にガイドされ、基底面側に移動していくことで[[辺縁帯]]（marginal zone : MZ）を形成する。また放射状グリア細胞は[[脳室]]面側にとどまり[[脳室層]]（ventricular zone : VZ）を形成しているが、この時放射状グリア細胞は細胞周期に連動した上下運動を繰り返しながら分裂を行うと考えられている。この時期においては放射状グリア細胞から産生された一部の神経細胞前駆細胞も、移動中、[[脳室下層]]（subventricular zone : SVZ）において対称分裂により増殖し、前駆細胞の集団を形成することが確認されている(図2)<ref name=ref1></ref><ref name=ref4>'''Jonathan Slack'''<br>訳　大隈典子<br>エッセンシャル発生生物学　改訂第2版<br>''羊土社''：2007</ref><ref name=ref5>'''島崎琢也, 岡野栄之'''<br>哺乳類の神経幹細胞,<br>''蛋白質 核酸 酵素'' : 2008, 53(4);311-7</ref>。

　1型細胞はSGZに常在し、この細胞により成体での幹細胞が維持されている。1型細胞は放射状の突起を持っており、GFAPや放射状グリアのマーカーとして知られる[[brain lipid binding protein]]（BLBP）、また幹細胞マーカーとして知られる[[nestin]]、[[sry-related HMG box transcription factor 2]]（Sox2）を発現している。

　成体における神経幹細胞の増殖、分化は[[wikipedia:ja:ホルモン|ホルモン]]や[[wikipedia:ja:成長因子|成長因子]]、外部環境などの外的因子と、細胞内の[[転写因子]]などの内的因子によって調節されている<ref name=ref14><pubmed>16495940</pubmed></ref>。最近、海馬のSGZにおいて、遺伝子の網羅的解析から[[insulin-like growth factor]]（IGF2）が神経幹細胞の増殖に関与していることが示された<ref name=ref15><pubmed>22399759</pubmed></ref>。また、胎生期だけでなく成体海馬のSGZにおける神経幹細胞の増殖にもNotchシグナルが関わることが明らかになっていたが、SVZにおいてもNotch1が神経幹細胞の増殖、分化に必要であることが報告されている<ref name=ref16><pubmed>22514327</pubmed></ref>。