組織学 · 13.1
内分泌:下垂体
Endocrine system — Pituitary (hypophysis)
🧠 下垂体は発生学的起源 embryonic origin 発生学的起源(embryonic origin) embryonic origin(発生学的起源) が全く異なる2つの組織が合体してできた器官、と覚える——腺性下垂体 adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis) adenohypophysis(腺性下垂体) (腺組織)は「自分でホルモンを合成・分泌する工場 factories工場(factories) factories(工場)」、神経性下垂体neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis)neurohypophysis(神経性下垂体) (脳組織)は「視床下部で作られたホルモンをただ貯めて放出する倉庫」。 前者は染色性の異なる細胞(好酸性・好塩基性・嫌色素性chromophobes嫌色素性(chromophobes)chromophobes(嫌色素性))が主役、後者は細胞体を欠く軸索終末 axon terminal 軸索終末(axon terminal) axon terminal(軸索終末) (ヘリング小体Herring bodiesヘリング小体(Herring bodies)Herring bodies(ヘリング小体))が主役——「作る側」と「運ぶだけの側」という機能の違いがそのまま組織像の違いになる。
腺性下垂体と神経性下垂体:発生起源の違う2部分
flowchart TD
A["下垂体"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='adenohypophysis'>腺性下垂体</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Rathke pouch'>ラトケ嚢</span>由来、外胚葉性(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='oral ectoderm'>口腔外胚葉</span>)"]
A --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neurohypophysis'>神経性下垂体</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diencephalic floor'>間脳床</span>の陥入、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neuroectoderm'>神経外胚葉</span>性"]
| 腺性下垂体adenohypophysis腺性下垂体(adenohypophysis)adenohypophysis(腺性下垂体) | 神経性下垂体neurohypophysis神経性下垂体(neurohypophysis)neurohypophysis(神経性下垂体) | |
|---|---|---|
| 発生 | ラトケ嚢Rathke pouch ラトケ嚢(Rathke pouch)Rathke pouch(ラトケ嚢) (口腔外胚葉oral ectoderm口腔外胚葉(oral ectoderm)oral ectoderm(口腔外胚葉)) | 間脳diencephalon 間脳(diencephalon)diencephalon(間脳) の床が下方へ陥入 |
| 実質の性質 | 内分泌腺endocrine glands 内分泌腺(endocrine glands)endocrine glands(内分泌腺) 細胞そのものがホルモンを合成 | ホルモンは視床下部の神経細胞体で作られ、軸索を通って運ばれるだけ |
| 亜区分 | 隆起部pars tuberalis隆起部(pars tuberalis)pars tuberalis(隆起部)・中間部pars intermedia中間部(pars intermedia)pars intermedia(中間部)・遠位部pars distalis遠位部(pars distalis)pars distalis(遠位部) | 正中隆起median eminence正中隆起(median eminence)median eminence(正中隆起)・漏斗茎infundibulum漏斗茎(infundibulum)infundibulum(漏斗茎)・神経部pars nervosa神経部(pars nervosa)pars nervosa(神経部) |
💡 ヒトの中間部 pars intermedia 中間部(pars intermedia) pars intermedia(中間部) は痕跡的である。 ラトケ嚢Rathke pouch ラトケ嚢(Rathke pouch)Rathke pouch(ラトケ嚢) の内腔が閉じ残った裂隙(ラトケ裂)に沿う細い帯にすぎず、コロイドcolloid コロイド(colloid)colloid(コロイド) を含む小濾胞の集まりとして見えることが多い。両生類・げっ歯類では独立した葉としてよく発達しα-MSHを分泌するが、ヒトでは独立した葉を作らない——「前葉・中間部pars intermedia中間部(pars intermedia)pars intermedia(中間部)・後葉posterior lobe 後葉(posterior lobe)posterior lobe(後葉) の3葉」で覚えるとヒトの組織像と合わなくなる。この裂隙が拡張したものがラトケ裂嚢胞 Rathke cleft cyst ラトケ裂嚢胞(Rathke cleft cyst) Rathke cleft cyst(ラトケ裂嚢胞) である。
💡 「腺性下垂体adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis)adenohypophysis(腺性下垂体) =口腔外胚葉 oral ectoderm口腔外胚葉(oral ectoderm) oral ectoderm(口腔外胚葉)、神経性下垂体neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis)neurohypophysis(神経性下垂体) =神経外胚葉 neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm) neuroectoderm(神経外胚葉)」という二分は、近年の系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡で揺らいでいる。 ゼブラフィッシュ下垂体の単一細胞解析で、神経性下垂体neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis)neurohypophysis(神経性下垂体) のアストログリア性pituicyteと腺性下垂体 adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis) adenohypophysis(腺性下垂体) のprop1陽性前駆細胞が共通のマーカーを発現することが見つかり、遺伝学的系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡ではゼブラフィッシュとマウスの神経板neural plate 神経板(neural plate)neural plate(神経板) 前駆細胞が神経性下垂体 neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis) neurohypophysis(神経性下垂体) だけでなく腺性下垂体 adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis) adenohypophysis(腺性下垂体) 細胞の一部にも寄与することが示された1。ラトケ嚢Rathke pouch ラトケ嚢(Rathke pouch)Rathke pouch(ラトケ嚢) =口腔外胚葉 oral ectoderm 口腔外胚葉(oral ectoderm) oral ectoderm(口腔外胚葉) という古典的な図式は器官の大枠として今も有効だが、「腺性下垂体adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis)adenohypophysis(腺性下垂体) は非神経性外胚葉のみに由来する」と言い切る形では成り立たない。
腺性下垂体(遠位部)の細胞:染色性による分類
遠位部pars distalis 遠位部(pars distalis)pars distalis(遠位部) の細胞はH&Eでの染色性により3群に分けられる。
| 染色性 | 細胞群 | 分泌ホルモン | 系列を規定する転写因子 |
|---|---|---|---|
| 好酸性 | 成長ホルモン細胞somatotrophs成長ホルモン細胞(somatotrophs)somatotrophs(成長ホルモン細胞)、プロラクチン細胞lactotrophsプロラクチン細胞(lactotrophs)lactotrophs(プロラクチン細胞) | GH、プロラクチン | PIT1 |
| 好塩基性 | 性腺刺激ホルモン細胞gonadotrophs性腺刺激ホルモン細胞(gonadotrophs)gonadotrophs(性腺刺激ホルモン細胞)、甲状腺刺激ホルモン細胞thyrotrophs甲状腺刺激ホルモン細胞(thyrotrophs)thyrotrophs(甲状腺刺激ホルモン細胞)、副腎皮質刺激ホルモン細胞corticotrophs副腎皮質刺激ホルモン細胞(corticotrophs)corticotrophs(副腎皮質刺激ホルモン細胞) | FSHFSH(follicle-stimulating hormone)/LHLH(luteinizing hormone)、TSHTSH(thyroid-stimulating hormone)、ACTHACTH(adrenocorticotropic hormone) | SF-1(性腺刺激)、PIT1(甲状腺刺激)、TPIT(副腎皮質刺激) |
| 嫌色素性chromophobes嫌色素性(chromophobes)chromophobes(嫌色素性) | 脱顆粒degranulation 脱顆粒(degranulation)degranulation(脱顆粒) した分泌細胞 secretory cell 分泌細胞(secretory cell) secretory cell(分泌細胞) または未分化な前駆細胞 | 特になし(分泌顆粒secretory granules 分泌顆粒(secretory granules)secretory granules(分泌顆粒) が乏しく染まりにくいだけ) | 元の系列の転写因子は保たれる |
⚠️ 染色性による3分類と、免疫染色による分類は一対一で対応しない。 ここが最大の落とし穴で、甲状腺刺激ホルモン細胞thyrotrophs 甲状腺刺激ホルモン細胞(thyrotrophs)thyrotrophs(甲状腺刺激ホルモン細胞) は好塩基性なのに、系列としては好酸性のGH細胞・プロラクチン細胞lactotrophs プロラクチン細胞(lactotrophs)lactotrophs(プロラクチン細胞) と同じPIT1系列である。ヒト非腫瘍性腺性下垂体 adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis) adenohypophysis(腺性下垂体) でPit-1タンパク質が核に検出されるのはGH・プロラクチン・TSHβを含む細胞だけで、副腎皮質刺激ホルモン細胞corticotrophs副腎皮質刺激ホルモン細胞(corticotrophs)corticotrophs(副腎皮質刺激ホルモン細胞)・性腺刺激ホルモン細胞gonadotrophs 性腺刺激ホルモン細胞(gonadotrophs)gonadotrophs(性腺刺激ホルモン細胞) では陰性であり2、SF-1は二重免疫染色で性腺刺激ホルモン細胞 gonadotrophs 性腺刺激ホルモン細胞(gonadotrophs) gonadotrophs(性腺刺激ホルモン細胞) と確認された細胞の核にのみ局在する3。つまり——
💡 3つの分類の層が重なっている、と整理する。 ①H&Eの染色性(好酸性・好塩基性・嫌色素性chromophobes嫌色素性(chromophobes)chromophobes(嫌色素性))=分泌顆粒secretory granules 分泌顆粒(secretory granules)secretory granules(分泌顆粒) の化学的性質を見ている、②ホルモンの免疫染色(GH・PRL・TSH・ACTH・FSH/LH)=その細胞が何を作っているかを見ている、③転写因子の免疫染色(PIT1・TPIT・SF-1、加えてGATA2/3・ERα)=その細胞がどの系列から来たかを見ている。①と③がずれるのが甲状腺刺激ホルモン細胞 thyrotrophs 甲状腺刺激ホルモン細胞(thyrotrophs) thyrotrophs(甲状腺刺激ホルモン細胞) で、②が消えても③は残るのが脱顆粒 degranulation 脱顆粒(degranulation) degranulation(脱顆粒) した嫌色素性細胞 chromophobe 嫌色素性細胞(chromophobe) chromophobe(嫌色素性細胞) である。この③の層は2022年のWHOWHO(World Health Organization)分類で下垂体神経内分泌腫瘍 neuroendocrine tumor, NET 神経内分泌腫瘍(neuroendocrine tumor, NET) neuroendocrine tumor, NET(神経内分泌腫瘍) の亜型分類の基準として正式に採用され、転写因子がすべて陰性のものだけを系列不明(null cell腫瘍など)と扱うようになった4。
⭐ 好塩基性細胞basophilic cell (pituitary basophil) 好塩基性細胞(basophilic cell (pituitary basophil))basophilic cell (pituitary basophil)(好塩基性細胞) (TSH・FSH/LH・ACTH産生)は糖タンパク質 glycoprotein 糖タンパク質(glycoprotein) glycoprotein(糖タンパク質) ホルモンを合成するため粗面小胞体 rough endoplasmic reticulum (rER)粗面小胞体(rough endoplasmic reticulum (rER)) rough endoplasmic reticulum (rER)(粗面小胞体)・ゴルジ体Golgi apparatus ゴルジ体(Golgi apparatus)Golgi apparatus(ゴルジ体) が発達し好塩基性を示す一方、好酸性細胞acidophil 好酸性細胞(acidophil)acidophil(好酸性細胞) (GH・プロラクチン)は単純タンパク質を大量に分泌顆粒 secretory granules 分泌顆粒(secretory granules) secretory granules(分泌顆粒) として蓄えるため好酸性を示す——00-2-stainingの「rER発達=好塩基性」という原則が下垂体細胞 pituicytes 下垂体細胞(pituicytes) pituicytes(下垂体細胞) の分類にも一貫して適用される。
神経性下垂体:ヘリング小体と下垂体細胞
神経性下垂体neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis)neurohypophysis(神経性下垂体) には視床下部の神経細胞体をもたない——視索上核 supraoptic nucleus視索上核(supraoptic nucleus) supraoptic nucleus(視索上核)・室傍核paraventricular nucleus 室傍核(paraventricular nucleus)paraventricular nucleus(室傍核) (13-5-diffuse-endocrineに関連する神経内分泌の原則)のニューロンが作ったオキシトシン・バソプレシンvasopressin バソプレシン(vasopressin)vasopressin(バソプレシン) が、軸索を通って運ばれ、軸索終末axon terminal 軸索終末(axon terminal)axon terminal(軸索終末) に一時的に貯留される。
- ヘリング小体Herring bodiesヘリング小体(Herring bodies)Herring bodies(ヘリング小体):軸索終末 axon terminal 軸索終末(axon terminal) axon terminal(軸索終末) に膨大して見える好酸性の構造、ホルモンの貯留部位
- 下垂体細胞pituicytes下垂体細胞(pituicytes)pituicytes(下垂体細胞):神経性下垂体 neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis) neurohypophysis(神経性下垂体) に特有のグリア細胞 neurogliaグリア細胞(neuroglia) neuroglia(グリア細胞)、軸索を支持する(アストロサイトに類似した機能)。軸索終末axon terminal 軸索終末(axon terminal)axon terminal(軸索終末) を包み込んだり離したりして、ホルモン放出の場である有窓性毛細血管 fenestrated capillary 有窓性毛細血管(fenestrated capillary) fenestrated capillary(有窓性毛細血管) への軸索終末 axon terminal 軸索終末(axon terminal) axon terminal(軸索終末) の接触面を物理的に調節する
💡 pituicyteは「ただの支持細胞」ではない。 神経性下垂体neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis)neurohypophysis(神経性下垂体) の実質は視床下部ニューロンの軸索とpituicyteだけでできており、pituicyteはその唯一の細胞体である。単一細胞解析ではアストログリア性の独自の細胞型として区別され、レチノイン酸retinoic acid レチノイン酸(retinoic acid)retinoic acid(レチノイン酸) 分解酵素Cyp26b1を出して腺性下垂体adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis)adenohypophysis(腺性下垂体) 側の前駆細胞の分化にまで影響することが示されている1——後葉 posterior lobe 後葉(posterior lobe) posterior lobe(後葉) は「倉庫」ではあるが、倉庫番が何もしていないわけではない。
下垂体門脈系
視床下部の正中隆起 median eminence 正中隆起(median eminence) median eminence(正中隆起) で毛細血管網 capillary network 毛細血管網(capillary network) capillary network(毛細血管網) に取り込まれた放出ホルモンreleasing hormone, RH放出ホルモン(releasing hormone, RH)releasing hormone, RH(放出ホルモン)・抑制ホルモンは、下垂体門脈系hypophyseal portal system 下垂体門脈系(hypophyseal portal system)hypophyseal portal system(下垂体門脈系) を通って腺性下垂体 adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis) adenohypophysis(腺性下垂体) (遠位部pars distalis遠位部(pars distalis)pars distalis(遠位部))へ運ばれ、そこで各ホルモン産生細胞の分泌を制御する——腺性下垂体 adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis) adenohypophysis(腺性下垂体) は視床下部から神経の直接支配ではなく血流を介したホルモン制御を受ける点が神経性下垂体 neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis) neurohypophysis(神経性下垂体) との対比で重要。
まとめ
- 下垂体は発生起源の異なる腺性下垂体 adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis) adenohypophysis(腺性下垂体) (口腔外胚葉oral ectoderm 口腔外胚葉(oral ectoderm)oral ectoderm(口腔外胚葉) 由来)と神経性下垂体 neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis) neurohypophysis(神経性下垂体) (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))からなる。
- 腺性下垂体adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis)adenohypophysis(腺性下垂体) の細胞は好酸性(GH・プロラクチン)・好塩基性(TSH・FSH/LH・ACTH)・嫌色素性chromophobes 嫌色素性(chromophobes)chromophobes(嫌色素性) に分類されるが、この染色性の分類は転写因子による系列分類(PIT1=GH・プロラクチン・TSH、TPIT=ACTH、SF-1=FSH/LH)と一対一に対応しない。
- ヒトの中間部 pars intermedia 中間部(pars intermedia) pars intermedia(中間部) は痕跡的で、独立した葉を作らずラトケ裂に沿う小濾胞として見えるにすぎない。
- 神経性下垂体neurohypophysis 神経性下垂体(neurohypophysis)neurohypophysis(神経性下垂体) は視床下部ニューロンの軸索終末 axon terminal 軸索終末(axon terminal) axon terminal(軸索終末) (ヘリング小体Herring bodiesヘリング小体(Herring bodies)Herring bodies(ヘリング小体))にホルモンを貯留するだけで自らは合成しない。
- 腺性下垂体adenohypophysis 腺性下垂体(adenohypophysis)adenohypophysis(腺性下垂体) は下垂体門脈系 hypophyseal portal system 下垂体門脈系(hypophyseal portal system) hypophyseal portal system(下垂体門脈系) を介した視床下部からのホルモン性 hormonal ホルモン性(hormonal) hormonal(ホルモン性) 制御を受ける。
出典
- 1.Neural plate progenitors give rise to both anterior and posterior pituitary cells(Developmental Cell・2023)ゼブラフィッシュ下垂体の単一細胞トランスクリプトーム解析で、神経性下垂体のcyp26b1陽性アストログリア性pituicyteと腺性下垂体のprop1陽性前駆細胞が共通マーカーを発現することが示された。遺伝学的系譜追跡により、ゼブラフィッシュ(her4.3陽性)とマウス(Sox1陽性)の神経板前駆細胞が神経性下垂体だけでなく腺性下垂体細胞の一部にも寄与することが示され、腺性下垂体細胞が非神経性外胚葉のみに由来するという通説が覆された。pituicyte由来のレチノイン酸分解酵素Cyp26b1がprop1陽性前駆細胞のホルモン産生細胞への分化を調節する閲覧 2026-08-24
- 2.Cell type-specific expression of the pituitary transcription activator pit-1 in the human pituitary and pituitary adenomas(The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism・1993)ヒト非腫瘍性腺性下垂体において、in situ hybridizationとPit-1タンパク質の免疫染色はGH・プロラクチン・TSHβを含む細胞の核にのみ陽性で、副腎皮質刺激ホルモン細胞・性腺刺激ホルモン細胞・null cellでは検出されない。ヒトpit-1遺伝子はGH/プロラクチン/TSHを合成する細胞系列に選択的に発現する閲覧 2026-08-24
- 3.The transcription activator steroidogenic factor-1 is preferentially expressed in the human pituitary gonadotroph(The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism・1996)ヒト非腫瘍性腺性下垂体でSF-1タンパク質は二重免疫染色により性腺刺激ホルモン細胞と確認された散在性の細胞の核にのみ局在し、他の細胞型では陰性であった。SF-1は性腺刺激ホルモン細胞の分化を規定する細胞特異的転写因子である閲覧 2026-08-24
- 4.Overview of the 2022 WHO Classification of Pituitary Adenomas/Pituitary Neuroendocrine Tumors: Clinical Practices, Controversies, and Perspectives(Current Medical Science・2022)2022年のWHO分類では、下垂体特異的転写因子(PIT1・TPIT・SF-1・GATA2/3・ERα)の免疫染色によって腫瘍細胞の系列を判定し、下垂体神経内分泌腫瘍/下垂体腺腫の亜型分類を行うことが推奨されている。転写因子がすべて陰性の場合は系列不明の腫瘍(多ホルモン性分類不能腫瘍・null cell腫瘍)とされる閲覧 2026-08-24