筋系：心筋と平滑筋

🧠 心筋はMESP1陽性前心臓中胚葉から心前駆細胞へ進む一本の系譜 lineage系譜（lineage） lineage（系譜）、平滑筋は部位ごとに起源が異なるモザイクとして分けて覚える。 平滑筋の大部分は中胚葉由来だが、その中胚葉が臓側中胚葉 splanchnic mesoderm臓側中胚葉（splanchnic mesoderm） splanchnic mesoderm（臓側中胚葉）・硬節sclerotome硬節（sclerotome）sclerotome（硬節）・前心外膜proepicardium前心外膜（proepicardium）proepicardium（前心外膜）・中皮mesothelium 中皮（mesothelium）mesothelium（中皮） などに分かれ、さらに咽頭弓動脈 pharyngeal/aortic arch arteries 咽頭弓動脈（pharyngeal/aortic arch arteries） pharyngeal/aortic arch arteries（咽頭弓動脈） と頭頸部血管の平滑筋は神経堤neural crest神経堤（neural crest）neural crest（神経堤）、虹彩iris 虹彩（iris）iris（虹彩） の筋は眼杯optic cup 眼杯（optic cup）optic cup（眼杯） の神経外胚葉 neuroectoderm神経外胚葉（neuroectoderm） neuroectoderm（神経外胚葉）に由来する。汗腺・乳腺の筋上皮細胞 myoepithelial cells 筋上皮細胞（myoepithelial cells） myoepithelial cells（筋上皮細胞） は、平滑筋様の収縮能をもつ上皮系 epithelial lineage 上皮系（epithelial lineage） epithelial lineage（上皮系） 細胞である。

心筋

心筋は臓側中胚葉 splanchnic mesoderm 臓側中胚葉（splanchnic mesoderm） splanchnic mesoderm（臓側中胚葉） のうち、MESP1陽性前心臓中胚葉からNKX2-5陽性心前駆細胞を経て分化する。MESP1の発現は一過性で、続いて心臓三日月形成期にNKX2-5が発現するという時間順序を押さえる（12-1-heart-tube-loopingの心筒 heart tube 心筒（heart tube） heart tube（心筒） 形成も参照）。¹

💡 心筋の「2核」は融合ではなく、細胞質分裂cytokinesis 細胞質分裂（cytokinesis）cytokinesis（細胞質分裂） の取りやめでできる。 胎生期embryonic period 胎生期（embryonic period）embryonic period（胎生期） の心筋細胞 cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)） cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞） は核分裂 karyokinesis 核分裂（karyokinesis） karyokinesis（核分裂） と細胞質分裂 cytokinesis 細胞質分裂（cytokinesis） cytokinesis（細胞質分裂） の両方を完了して数を増やすが、出生直後の最後の細胞周期では核分裂 mitosis 核分裂（mitosis） mitosis（核分裂） だけが完了し、細胞質分裂cytokinesis 細胞質分裂（cytokinesis）cytokinesis（細胞質分裂） が完了しない——この脱共役 uncoupling 脱共役（uncoupling） uncoupling（脱共役） の結果として2核の心筋細胞 cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)） cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞） が生じ、その細胞は細胞周期から離脱して終末分化 terminal differentiation 終末分化（terminal differentiation） terminal differentiation（終末分化） する。骨格筋が細胞融合 cell fusion 細胞融合（cell fusion） cell fusion（細胞融合） で多核になるのとは機序が正反対である点が、この対比の核心である³。

⚠️ ただし、この経路をたどって2核になる細胞が集団のどれだけを占めるかは種による。 総説は図の説明で「種によって、この時期に大多数の心筋細胞 cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)） cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞） が細胞周期から離脱し、2核・多倍体になる」と書き、げっ歯類については2核化が生後14日以内に限って起こると述べている（機序を述べた一文そのものには種の限定が付いていない）。ヒトで大多数が2核になるわけではないことは下の箱のとおりである。

💡 あわせて、核の数と倍数性 ploidy 倍数性（ploidy） ploidy（倍数性） は別の軸である。心筋細胞cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)）cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞） は細胞質分裂 cytokinesis 細胞質分裂（cytokinesis） cytokinesis（細胞質分裂） の失敗とendoreduplication（分裂を挟まないDNADNA（deoxyribonucleic acid）複製の反復）によって多倍体にもなり、ヒト成人では心筋細胞 cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)） cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞） の核のおよそ60%が4倍体だとする報告が引かれている。「単核」であることは「2倍体」であることを意味しない³。

⚠️ 2核の割合には大きな種差がある。 総説は、成体げっ歯類では心筋細胞 cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)） cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞） の90%（マウスでは約96%）が2核であるのに対し、ヒト成人心では25〜60%と報告されると整理している（成体ゼブラフィッシュは99%が単核）³。マウス・ラットrat ラット（rat）rat（ラット） の実験データを「ヒトでもそうである」と読み替えない。

平滑筋

平滑筋は、骨格筋・心筋と違って単一の起源をもたない。消化管・呼吸器の壁の平滑筋は内胚葉に接する臓側中胚葉splanchnic mesoderm臓側中胚葉（splanchnic mesoderm）splanchnic mesoderm（臓側中胚葉）に由来する（06-2-mesoderm-derivatives）。一方で血管の平滑筋は血管ごとに由来が異なるモザイクであり、臓側中胚葉splanchnic mesoderm臓側中胚葉（splanchnic mesoderm）splanchnic mesoderm（臓側中胚葉）・側板中胚葉lateral plate mesoderm側板中胚葉（lateral plate mesoderm）lateral plate mesoderm（側板中胚葉）・体壁中胚葉somatic mesoderm 体壁中胚葉（somatic mesoderm）somatic mesoderm（体壁中胚葉） または傍軸中胚葉 paraxial mesoderm傍軸中胚葉（paraxial mesoderm） paraxial mesoderm（傍軸中胚葉）・神経堤neural crest 神経堤（neural crest）neural crest（神経堤） という複数の系譜 lineage 系譜（lineage） lineage（系譜） から供給される。⁴ さらに虹彩 iris 虹彩（iris） iris（虹彩） の筋のように、中胚葉ですらない例外もある。

flowchart TD
  A["平滑筋の起源"]
  A --> B["消化管・呼吸器の壁<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='splanchnic mesoderm'>臓側中胚葉</span>"]
  A --> C["血管壁：血管ごとに異なるモザイク"]
  C --> C1["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pharyngeal/aortic arch arteries'>咽頭弓動脈</span>・頭頸部の血管：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neural crest'>神経堤</span>"]
  C --> C2["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal aorta'>背側大動脈</span>：体節の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sclerotome'>硬節</span><br>（初期の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='splanchnic mesoderm'>臓側中胚葉</span>由来細胞を置き換える）"]
  C --> C3["冠動脈：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='proepicardium'>前心外膜</span>→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='epicardium'>心外膜</span>"]
  C --> C4["肺血管：胸膜<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mesothelium'>中皮</span>／腎血管：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='metanephric mesenchyme'>後腎間葉</span>"]
  A --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='iris'>虹彩</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sphincter pupillae'>瞳孔括約筋</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dilator pupillae'>瞳孔散大筋</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='optic cup'>眼杯</span>前縁の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neuroectoderm'>神経外胚葉</span>"]
  A --> E["平滑筋様の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='epithelial lineage'>上皮系</span>細胞<br>汗腺・乳腺の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myoepithelial cells'>筋上皮細胞</span>"]

⭐ 「虹彩iris 虹彩（iris）iris（虹彩） の筋（瞳孔括約筋sphincter pupillae瞳孔括約筋（sphincter pupillae）sphincter pupillae（瞳孔括約筋）・散大dilation (mydriasis) 散大（dilation (mydriasis)）dilation (mydriasis)（散大） 筋）は平滑筋なのに中胚葉由来ではなく、眼杯optic cup 眼杯（optic cup）optic cup（眼杯） の神経外胚葉由来 Neuroectoderm derivatives神経外胚葉由来（Neuroectoderm derivatives） Neuroectoderm derivatives（神経外胚葉由来）」という例外は非常によく問われる。同じ「中胚葉以外の平滑筋」でも、神経堤由来の咽頭弓動脈 pharyngeal/aortic arch arteries咽頭弓動脈（pharyngeal/aortic arch arteries） pharyngeal/aortic arch arteries（咽頭弓動脈）・頭頸部血管の平滑筋とは区別する（19-2-retina-iris-ciliary-body参照）。

💡 由来がこれだけばらけていても同じ収縮装置ができるのは、下流の分化制御が共通だからである。 平滑筋マーカー遺伝子の多くはプロモーターのCArG boxに血清応答因子（SRF）が結合して転写され、その主要な共役因子 coregulator (coactivator/corepressor) 共役因子（coregulator (coactivator/corepressor)） coregulator (coactivator/corepressor)（共役因子） がミオカルディンmyocardinミオカルディン（myocardin）myocardin（ミオカルディン）である。骨格筋のMyoD/Myf5、心筋のNkx2-5にあたる位置を、平滑筋ではこのSRF–ミオカルディン myocardin ミオカルディン（myocardin） myocardin（ミオカルディン） 系が占めていると押さえる。⁴

⚠️ 平滑筋細胞smooth muscle cells 平滑筋細胞（smooth muscle cells）smooth muscle cells（平滑筋細胞） は分化したあとも可塑性 plasticity 可塑性（plasticity） plasticity（可塑性） を保つ。 平滑筋細胞smooth muscle cells 平滑筋細胞（smooth muscle cells）smooth muscle cells（平滑筋細胞） は他の細胞型より大きな可塑性 plasticity 可塑性（plasticity） plasticity（可塑性） をもち、収縮型と合成型（増殖・遊走して細胞外基質 extracellular matrix 細胞外基質（extracellular matrix） extracellular matrix（細胞外基質） を作る型）のあいだを行き来する。血管傷害後の内膜肥厚 intimal thickening 内膜肥厚（intimal thickening） intimal thickening（内膜肥厚） やアテローム性動脈硬化症Atherosclerosis / ASアテローム性動脈硬化症（Atherosclerosis / AS）Atherosclerosis / AS（アテローム性動脈硬化症）で内膜へ集まる平滑筋細胞 smooth muscle cells 平滑筋細胞（smooth muscle cells） smooth muscle cells（平滑筋細胞） は、この表現型スイッチの産物である。⁴

💡 汗腺・乳腺の筋上皮細胞 myoepithelial cells 筋上皮細胞（myoepithelial cells） myoepithelial cells（筋上皮細胞） が表面外胚葉由来 surface ectoderm derivatives 表面外胚葉由来（surface ectoderm derivatives） surface ectoderm derivatives（表面外胚葉由来） なのは、これらの腺そのものが表皮の陥入から発生する（20-2-appendages参照）ため、その収縮装置も外胚葉由来になるという一貫した論理で理解できる。

まとめ

• 心筋はMESP1陽性前心臓中胚葉からNKX2-5陽性心前駆細胞を経て分化する。心筋細胞cardiomyocyte (cardiac myocyte) 心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)）cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞） は融合せず、介在板intercalated discs 介在板（intercalated discs）intercalated discs（介在板） のギャップ結合 gap junction ギャップ結合（gap junction） gap junction（ギャップ結合） で連結して機能的合胞体 functional syncytium 機能的合胞体（functional syncytium） functional syncytium（機能的合胞体） として働く（骨格筋の真の多核合胞体とは別物）。2核化は出生直後に核分裂 mitosis 核分裂（mitosis） mitosis（核分裂） だけが完了して細胞質分裂 cytokinesis 細胞質分裂（cytokinesis） cytokinesis（細胞質分裂） が完了しないことで生じ、その割合はヒト成人で25〜60%（左心室の実測では2核25.5%）、成体げっ歯類では90%と種差が大きい²³。
• 消化管・呼吸器の壁の平滑筋は臓側中胚葉 splanchnic mesoderm 臓側中胚葉（splanchnic mesoderm） splanchnic mesoderm（臓側中胚葉） 由来だが、血管の平滑筋は血管ごとに由来が異なるモザイクで、「血管平滑筋vascular smooth muscle 血管平滑筋（vascular smooth muscle）vascular smooth muscle（血管平滑筋） ＝臓側中胚葉 splanchnic mesoderm臓側中胚葉（splanchnic mesoderm） splanchnic mesoderm（臓側中胚葉）」とはまとめられない（咽頭弓動脈pharyngeal/aortic arch arteries 咽頭弓動脈（pharyngeal/aortic arch arteries）pharyngeal/aortic arch arteries（咽頭弓動脈） ＝神経堤 neural crest神経堤（neural crest） neural crest（神経堤）、背側大動脈dorsal aorta 背側大動脈（dorsal aorta）dorsal aorta（背側大動脈） ＝硬節 sclerotome硬節（sclerotome） sclerotome（硬節）、冠動脈＝前心外膜 proepicardium前心外膜（proepicardium） proepicardium（前心外膜）、肺血管＝胸膜中皮 mesothelium中皮（mesothelium） mesothelium（中皮）、腎血管＝後腎間葉 metanephric mesenchyme後腎間葉（metanephric mesenchyme） metanephric mesenchyme（後腎間葉））。
• 虹彩iris 虹彩（iris）iris（虹彩） の瞳孔括約筋 sphincter pupillae瞳孔括約筋（sphincter pupillae） sphincter pupillae（瞳孔括約筋）・散大dilation (mydriasis) 散大（dilation (mydriasis)）dilation (mydriasis)（散大） 筋は眼杯 optic cup 眼杯（optic cup） optic cup（眼杯） の神経外胚葉由来 Neuroectoderm derivatives 神経外胚葉由来（Neuroectoderm derivatives） Neuroectoderm derivatives（神経外胚葉由来） であり、神経堤由来ではない。
• 由来は多様でも、平滑筋分化はSRF–ミオカルディン myocardin ミオカルディン（myocardin） myocardin（ミオカルディン） 系（CArG box）という共通の制御を受ける。平滑筋細胞smooth muscle cells 平滑筋細胞（smooth muscle cells）smooth muscle cells（平滑筋細胞） は分化後も可塑性 plasticity 可塑性（plasticity） plasticity（可塑性） を保ち、収縮型と合成型を行き来する。
• 汗腺・乳腺の筋上皮細胞 myoepithelial cells 筋上皮細胞（myoepithelial cells） myoepithelial cells（筋上皮細胞） は、上皮系epithelial lineage 上皮系（epithelial lineage）epithelial lineage（上皮系） 譜でありながら平滑筋様の収縮能をもつ。