組織学 · 8.1
皮膚・付属器:表皮
Integumentary system — Epidermis
🧠 表皮は「深部で生まれ、角化しながら表層へ押し上げられて死んでいく」ベルトコンベア、と覚える。 基底層で分裂した細胞は有棘層 stratum spinosum 有棘層(stratum spinosum) stratum spinosum(有棘層) →顆粒層 granular layer 顆粒層(granular layer) granular layer(顆粒層) →(透明層stratum lucidum / lamina lucida透明層(stratum lucidum / lamina lucida)stratum lucidum / lamina lucida(透明層))→角質層 stratum corneum 角質層(stratum corneum) stratum corneum(角質層) と5段階を上りながらケラチン keratin ケラチン(keratin) keratin(ケラチン) を蓄積し、最後は核を失った死んだ扁平細胞(角質)として脱落する——層の名前を暗記する前に、この「下から上へ・生から死へ」の一方向の流れを掴む。
表皮の5層:角化のプロセス
表皮は重層扁平上皮 stratified squamous epithelium 重層扁平上皮(stratified squamous epithelium) stratified squamous epithelium(重層扁平上皮) (02-1-classification)で、深部から表層へ向かって角化が進行する。
flowchart TD
A["基底層:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cell division'>細胞分裂</span>、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='keratin'>ケラチン</span>産生開始"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stratum spinosum'>有棘層</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='keratohyalin'>ケラトヒアリン</span>の合成が始まる"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='granular layer'>顆粒層</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='keratohyalin granule'>ケラトヒアリン顆粒</span>が好塩基性に染まる"]
C --> D["(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stratum lucidum / lamina lucida'>透明層</span>:厚い皮膚のみ、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stratum corneum'>角質層</span>の直下)"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stratum corneum'>角質層</span>:グリコ脂質に富み<span class='jp-term jp-term-diagram' title='water protection'>防水</span>性、死んだ扁平細胞"]
| 層 | 特徴 |
|---|---|
| 基底層 | 単層の立方〜円柱細胞、分裂能mitotic activity 分裂能(mitotic activity)mitotic activity(分裂能) をもつ幹細胞を含む、ケラチンkeratin ケラチン(keratin)keratin(ケラチン) 産生を開始 |
| 有棘層stratum spinosum有棘層(stratum spinosum)stratum spinosum(有棘層) | 多角形の細胞、デスモソームdesmosome デスモソーム(desmosome)desmosome(デスモソーム) (02-3-cell-junctions)で強固に接着(棘のように見える)、ケラトヒアリンkeratohyalin ケラトヒアリン(keratohyalin)keratohyalin(ケラトヒアリン) の合成開始 |
| 顆粒層granular layer顆粒層(granular layer)granular layer(顆粒層) | ケラトヒアリン顆粒keratohyalin granule ケラトヒアリン顆粒(keratohyalin granule)keratohyalin granule(ケラトヒアリン顆粒) が好塩基性に染まる |
| 透明層stratum lucidum / lamina lucida透明層(stratum lucidum / lamina lucida)stratum lucidum / lamina lucida(透明層) | 手掌・足底など厚い皮膚にのみ出現、角質層stratum corneum 角質層(stratum corneum)stratum corneum(角質層) 直下の死んだ細胞層 |
| 角質層stratum corneum角質層(stratum corneum)stratum corneum(角質層) | 多量のグリコ脂質を含み防水 water protection 防水(water protection) water protection(防水) 性のバリアを形成、核を失った扁平な死細胞が層状に重なる |
💡 顆粒層granular layer 顆粒層(granular layer)granular layer(顆粒層) のケラトヒアリン顆粒 keratohyalin granule ケラトヒアリン顆粒(keratohyalin granule) keratohyalin granule(ケラトヒアリン顆粒) の主成分 main component 主成分(main component) main component(主成分) はプロフィラグリン filaggrin フィラグリン(filaggrin) filaggrin(フィラグリン) である。 約400 kDa のポリタンパクとして貯め込まれ、終末分化terminal differentiation 終末分化(terminal differentiation)terminal differentiation(終末分化) のときに脱リン酸化 dephosphorylation 脱リン酸化(dephosphorylation) dephosphorylation(脱リン酸化) とセリンプロテアーゼ serine protease セリンプロテアーゼ(serine protease) serine protease(セリンプロテアーゼ) による切断を受けて 37 kDa の単量体 monomer単量体(monomer) monomer(単量体)フィラグリンfilaggrinフィラグリン(filaggrin)filaggrin(フィラグリン)になり、ケラチンkeratin ケラチン(keratin)keratin(ケラチン) 細胞骨格に結合してこれを束ね・凝集させる——顆粒層 granular layer 顆粒層(granular layer) granular layer(顆粒層) から角質層 stratum corneum 角質層(stratum corneum) stratum corneum(角質層) へ移るときに細胞が一気に扁平に潰れるのは、この凝集による圧縮 compaction 圧縮(compaction) compaction(圧縮) である1。フィラグリンfilaggrin フィラグリン(filaggrin)filaggrin(フィラグリン) はさらに角質層 stratum corneum 角質層(stratum corneum) stratum corneum(角質層) で分解されて天然保湿因子 natural moisturizing factor 天然保湿因子(natural moisturizing factor) natural moisturizing factor(天然保湿因子) (アミノ酸群)になる。細胞膜の内側に架橋されて角質細胞 corneocyte 角質細胞(corneocyte) corneocyte(角質細胞) の外殻 cornified envelope 外殻(cornified envelope) cornified envelope(外殻) を作る主役は別のタンパク(ロリクリン・インボルクリンなど)で、「殻を作るタンパク」と「中身のケラチン keratin ケラチン(keratin) keratin(ケラチン) を束ねるタンパク」は別々という分業になっている。FLG の機能喪失変異 loss-of-function variant 機能喪失変異(loss-of-function variant) loss-of-function variant(機能喪失変異) は尋常性魚鱗癬 ichthyosis vulgaris 尋常性魚鱗癬(ichthyosis vulgaris) ichthyosis vulgaris(尋常性魚鱗癬) の原因であり、アトピー性皮膚炎atopic dermatitis, ADアトピー性皮膚炎(atopic dermatitis, AD)atopic dermatitis, AD(アトピー性皮膚炎)・喘息・アレルギーの強い遺伝的素因 genetic predisposition 遺伝的素因(genetic predisposition) genetic predisposition(遺伝的素因) でもある1。
💡 表皮が丸ごと入れ替わるのにかかる時間は約47〜48日で、よく言われる「28日」よりかなり長い。 ターンオーバーturnover ターンオーバー(turnover)turnover(ターンオーバー) 時間は増殖層・分化層・角質層stratum corneum 角質層(stratum corneum)stratum corneum(角質層) それぞれの通過時間 Transit time 通過時間(Transit time) Transit time(通過時間) の和として計算され、ヒトの実測データから再計算すると従来言われていた39日ではなく47〜48日になる2。「1か月で肌が生まれ変わる」という言い方は、この3区画のうち一部の通過時間 Transit time 通過時間(Transit time) Transit time(通過時間) だけを指した数字だと理解しておく。
厚い皮膚と薄い皮膚
| 薄い皮膚 | 厚い皮膚 | |
|---|---|---|
| 分布 | 手掌・足底以外の全身 | 手掌・足底 |
| 表皮の厚さ | 薄い | 厚い(角化が特に発達) |
| 付属器 | 毛包・脂腺sebaceous gland脂腺(sebaceous gland)sebaceous gland(脂腺)・立毛筋arrector pili muscle 立毛筋(arrector pili muscle)arrector pili muscle(立毛筋) を含む(08-3-appendages) | 含まない |
| 透明層stratum lucidum / lamina lucida透明層(stratum lucidum / lamina lucida)stratum lucidum / lamina lucida(透明層) | なし | あり |
⭐ 薄い皮膚には毛包・脂腺sebaceous gland脂腺(sebaceous gland)sebaceous gland(脂腺)・立毛筋arrector pili muscle 立毛筋(arrector pili muscle)arrector pili muscle(立毛筋) があり、厚い皮膚(手掌・足底)にはこれらが存在しない——この対比は皮膚付属器 cutaneous adnexa 皮膚付属器(cutaneous adnexa) cutaneous adnexa(皮膚付属器) の分布を問う設問の頻出ポイントで、「毛が生えない部位=手掌・足底=厚い皮膚」という覚え方が近道。
表皮の細胞:ケラチノサイト以外の3種
角化する主体(ケラチノサイトkeratinocyteケラチノサイト(keratinocyte)keratinocyte(ケラチノサイト), keratinocyte)以外に、表皮には性格の異なる3種の細胞が存在する。由来はこの3種で揃っておらず、神経堤由来・表皮系列由来・血球系(胎生期embryonic period胎生期(embryonic period)embryonic period(胎生期))由来と三者三様である点が要注意。
| 細胞 | 由来 | 機能 |
|---|---|---|
| メラノサイトmelanocyteメラノサイト(melanocyte)melanocyte(メラノサイト) | 神経堤由来 | メラニン合成:rER→ゴルジ体 Golgi apparatus ゴルジ体(Golgi apparatus) Golgi apparatus(ゴルジ体) →メラノソーム melanosome メラノソーム(melanosome) melanosome(メラノソーム) →周囲のケラチノサイト keratinocyte ケラチノサイト(keratinocyte) keratinocyte(ケラチノサイト) へ細胞質分泌 cytocrine secretion細胞質分泌(cytocrine secretion) cytocrine secretion(細胞質分泌) |
| メルケル細胞Merkel cellメルケル細胞(Merkel cell)Merkel cell(メルケル細胞) | 表皮(ケラチノサイトkeratinocyteケラチノサイト(keratinocyte)keratinocyte(ケラチノサイト))系列由来3 | 触覚受容(機械受容mechanoreception機械受容(mechanoreception)mechanoreception(機械受容))、指先に高密度に分布(08-4-cutaneous-receptors) |
| ランゲルハンス細胞Langerhans cellsランゲルハンス細胞(Langerhans cells)Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) | 胎生期embryonic period 胎生期(embryonic period)embryonic period(胎生期) の造血前駆細胞 hematopoietic progenitor cell 造血前駆細胞(hematopoietic progenitor cell) hematopoietic progenitor cell(造血前駆細胞) 由来。定常状態では表皮内で自己複製する組織常在集団(マクロファージ系統, 03-1-cells)4 | 抗原提示細胞antigen-presenting cell (APC)抗原提示細胞(antigen-presenting cell (APC))antigen-presenting cell (APC)(抗原提示細胞)、表皮における免疫監視 immune surveillance免疫監視(immune surveillance) immune surveillance(免疫監視) |
⚠️ ランゲルハンス細胞Langerhans cells ランゲルハンス細胞(Langerhans cells)Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) を「骨髄由来」と一言で片づけない。 致死量lethal dose 致死量(lethal dose)lethal dose(致死量) 照射後に骨髄移植 Bone-marrow transplantation 骨髄移植(Bone-marrow transplantation) Bone-marrow transplantation(骨髄移植) を受けたマウスでは、他臓器の樹状細胞 dendritic cell 樹状細胞(dendritic cell) dendritic cell(樹状細胞) が2か月以内にほぼ完全にドナー由来へ置き換わるのに対し、表皮のランゲルハンス細胞 Langerhans cells ランゲルハンス細胞(Langerhans cells) Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) は少なくとも18か月にわたり宿主由来のまま残った。血流を共有する並体結合マウスでも両個体のランゲルハンス細胞 Langerhans cells ランゲルハンス細胞(Langerhans cells) Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) は混ざらない5。生体内in vivo 生体内(in vivo)in vivo(生体内) 系統追跡では、成体のランゲルハンス細胞 Langerhans cells ランゲルハンス細胞(Langerhans cells) Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) は主に胎児肝由来の単球から生じ、卵黄嚢由来の寄与は少ないことが示されている4。つまり定常状態では骨髄からの供給に依存せず、表皮内で自己複製する。ただし紫外線などで表皮が傷害されるとランゲルハンス細胞 Langerhans cells ランゲルハンス細胞(Langerhans cells) Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) は急速に消失し、2週間ほどで循環由来(骨髄由来)の前駆細胞に置き換わる(CCR2依存)5——「骨髄由来」という古い記載は、この炎症時の補充経路を定常状態にも当てはめてしまった結果である。
⚠️ メルケル細胞Merkel cell メルケル細胞(Merkel cell)Merkel cell(メルケル細胞) も長く神経堤由来とされてきたが、系統追跡で表皮系列由来と決着している。 表皮系列(Krt14-Cre)で分化に必須の転写因子 Atoh1 を欠失させると全身の皮膚からメルケル細胞 Merkel cell メルケル細胞(Merkel cell) Merkel cell(メルケル細胞) が消失し、神経堤neural crest 神経堤(neural crest)neural crest(神経堤) 系列(Wnt1-Cre)で欠失させてもまったく影響が無かった3。系統追跡でも、胎生期embryonic period 胎生期(embryonic period)embryonic period(胎生期) の発生でも成体の恒常性維持 homeostasis 恒常性維持(homeostasis) homeostasis(恒常性維持) でも、メルケル細胞Merkel cell メルケル細胞(Merkel cell)Merkel cell(メルケル細胞) は表皮前駆細胞から生じる6。神経内分泌的な形質(顆粒をもち、感覚神経終末とシナプス様の接合を作る)を由来の証拠として読まないというのが、この訂正から持ち帰るべき一般則。
💡 メラノサイトmelanocyte メラノサイト(melanocyte)melanocyte(メラノサイト) が「メラニンを作って自分の中に蓄えるだけ」ではなく、細胞質分泌cytocrine secretion 細胞質分泌(cytocrine secretion)cytocrine secretion(細胞質分泌) により周囲のケラチノサイト keratinocyte ケラチノサイト(keratinocyte) keratinocyte(ケラチノサイト) へメラニンを受け渡すという点は誤解されやすい——皮膚の色調は主にメラノサイト melanocyte メラノサイト(melanocyte) melanocyte(メラノサイト) の“数”ではなく、産生・受け渡すメラニンの“量と質”の違いで決まる。
まとめ
- 表皮は基底層→有棘層 stratum spinosum 有棘層(stratum spinosum) stratum spinosum(有棘層) →顆粒層 granular layer 顆粒層(granular layer) granular layer(顆粒層) →(透明層stratum lucidum / lamina lucida透明層(stratum lucidum / lamina lucida)stratum lucidum / lamina lucida(透明層))→角質層 stratum corneum 角質層(stratum corneum) stratum corneum(角質層) の順に角化が進む重層扁平上皮 stratified squamous epithelium重層扁平上皮(stratified squamous epithelium) stratified squamous epithelium(重層扁平上皮)。
- 厚い皮膚(手掌・足底)は表皮が厚く透明層 stratum lucidum / lamina lucida 透明層(stratum lucidum / lamina lucida) stratum lucidum / lamina lucida(透明層) をもつが毛包・脂腺sebaceous gland脂腺(sebaceous gland)sebaceous gland(脂腺)・立毛筋arrector pili muscle 立毛筋(arrector pili muscle)arrector pili muscle(立毛筋) を欠く。
- メラノサイトmelanocyte メラノサイト(melanocyte)melanocyte(メラノサイト) はメラノソーム melanosome メラノソーム(melanosome) melanosome(メラノソーム) を細胞質分泌 cytocrine secretion 細胞質分泌(cytocrine secretion) cytocrine secretion(細胞質分泌) でケラチノサイト keratinocyte ケラチノサイト(keratinocyte) keratinocyte(ケラチノサイト) へ受け渡し、メルケル細胞Merkel cell メルケル細胞(Merkel cell)Merkel cell(メルケル細胞) は触覚受容、ランゲルハンス細胞Langerhans cells ランゲルハンス細胞(Langerhans cells)Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) は抗原提示を担う。
- 由来は三者三様:メラノサイト melanocyte メラノサイト(melanocyte) melanocyte(メラノサイト) は神経堤 neural crest神経堤(neural crest) neural crest(神経堤)、メルケル細胞Merkel cell メルケル細胞(Merkel cell)Merkel cell(メルケル細胞) は表皮系列、ランゲルハンス細胞Langerhans cells ランゲルハンス細胞(Langerhans cells)Langerhans cells(ランゲルハンス細胞) は胎生期 embryonic period 胎生期(embryonic period) embryonic period(胎生期) の造血前駆細胞 hematopoietic progenitor cell 造血前駆細胞(hematopoietic progenitor cell) hematopoietic progenitor cell(造血前駆細胞) (定常状態は表皮内で自己複製、炎症後のみ骨髄由来細胞で置換)。
- ケラトヒアリン顆粒keratohyalin granule ケラトヒアリン顆粒(keratohyalin granule)keratohyalin granule(ケラトヒアリン顆粒) の主成分 main component 主成分(main component) main component(主成分) はプロフィラグリン filaggrin フィラグリン(filaggrin) filaggrin(フィラグリン) で、切断されたフィラグリン filaggrin フィラグリン(filaggrin) filaggrin(フィラグリン) がケラチン keratin ケラチン(keratin) keratin(ケラチン) を凝集させる。表皮全体のターンオーバー turnover ターンオーバー(turnover) turnover(ターンオーバー) は約47〜48日。
出典
- 1.Filaggrin in the frontline: role in skin barrier function and disease(Journal of Cell Science・2009)プロフィラグリンは顆粒層細胞のケラトヒアリン顆粒の主成分であり、終末分化の過程で約400 kDaのポリタンパクが脱リン酸化されセリンプロテアーゼで急速に切断されて37 kDaの単量体フィラグリンとなり、ケラチン細胞骨格に結合してこれを凝集させ、扁平な角質細胞への圧縮を担う。FLGの機能喪失変異は尋常性魚鱗癬の原因であり、アトピー性皮膚炎・喘息・アレルギーの強い遺伝的素因である閲覧 2026-08-24
- 2.Epidermal turnover time(Journal of Dermatological Science・1994)表皮のターンオーバー時間は増殖層・分化層・角質層それぞれの時間の和であり、Weinsteinの実測データから再計算すると従来の39日ではなく47〜48日となる閲覧 2026-08-24
- 3.Mammalian Merkel cells are descended from the epidermal lineage(Developmental Biology・2009)表皮系列(Krt14-Cre)と神経堤系列(Wnt1-Cre)で条件付きにAtoh1を欠失させると、表皮系列での欠失では全身の皮膚からメルケル細胞が消失し、神経堤系列での欠失では影響が無かった。哺乳類のメルケル細胞は皮膚(表皮)系列由来である閲覧 2026-08-24
- 4.Adult Langerhans cells derive predominantly from embryonic fetal liver monocytes with a minor contribution of yolk sac-derived macrophages(Journal of Experimental Medicine・2012)生体内系統追跡により、卵黄嚢由来の原始骨髄系前駆細胞が胎児肝造血の開始前に皮膚原基へ移住してランゲルハンス細胞前駆細胞を生じるが、胎生後期に胎児肝由来の単球へ大きく置き換わる。成体のランゲルハンス細胞は主に胎児肝単球由来で、卵黄嚢由来の寄与は少ない閲覧 2026-08-24
- 5.Langerhans cells renew in the skin throughout life under steady-state conditions(Nature Immunology・2002)致死量放射線照射後に骨髄移植を受けたマウスで、他臓器の樹状細胞が2か月以内にほぼ完全にドナー由来へ置換されたのに対し、表皮のランゲルハンス細胞は少なくとも18か月にわたり宿主由来のまま残った。血流を共有する並体結合マウスでもランゲルハンス細胞は混ざらない。紫外線を当てた皮膚では2週間で循環由来の前駆細胞に置換され、これはCCR2に依存する閲覧 2026-08-24
- 6.Epidermal progenitors give rise to Merkel cells during embryonic development and adult homeostasis(Journal of Cell Biology・2009)系統追跡により、メルケル細胞は胎生期の発生でも成体の恒常性維持でも表皮前駆細胞から生じることが示された閲覧 2026-08-24