Histology · 1.5

細胞・細胞小器官・核：細胞周期と細胞死

Cytology — Cell cycle & death

🧠 細胞周期は「準備（間期interphase間期（interphase）interphase（間期））→分裂（M期M phaseM期（M phase）M phase（M期））」の2幕構成、細胞死は「プログラムされた静かな自殺（アポトーシス）」と「事故的で炎症を起こす崩壊（壊死）」の対比、と2組に分けて覚える。両方とも「秩序」がキーワード——細胞周期はチェックポイントcheckpointチェックポイント（checkpoint）checkpoint（チェックポイント）による秩序立った進行、アポトーシスは周囲を巻き込まない秩序立った自己解体である。

細胞周期

細胞周期は間期interphase間期（interphase）interphase（間期）と分裂期（M期M phaseM期（M phase）M phase（M期）, mitosis）からなる。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='G1 phase'>G1期</span>（成長・タンパク質合成）"]
  A --> B["S期（DNA複製）"]
  B --> C["G2期（分裂への準備）"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='M phase'>M期</span>（分裂：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mitosis'>核分裂</span>＋<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cytokinesis'>細胞質分裂</span>）"]
  D --> A
  D --> E["G0期（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='telogen (phase)'>休止期</span>：分裂を離脱）"]

期	主な出来事
G1期G1 phaseG1期（G1 phase）G1 phase（G1期）	細胞成長、タンパク質・細胞小器官organelles細胞小器官（organelles）organelles（細胞小器官）の合成
S期	DNA複製（染色体量が2倍になる）
G2期	分裂に向けた最終チェック・微小管など分裂装置の準備
M期M phaseM期（M phase）M phase（M期）	核分裂mitosis核分裂（mitosis）mitosis（核分裂）（前期prophase前期（prophase）prophase（前期）・中期・後期・終期telophase終期（telophase）telophase（終期））と細胞質分裂cytokinesis細胞質分裂（cytokinesis）cytokinesis（細胞質分裂）
G0期	細胞周期から一時的または永続的に離脱した休止状態（多くの終末分化細胞terminally differentiated cell終末分化細胞（terminally differentiated cell）terminally differentiated cell（終末分化細胞））

各期の移行点transition point移行点（transition point）transition point（移行点）にはチェックポイントcheckpointチェックポイント（checkpoint）checkpoint（チェックポイント）があり、DNA損傷や複製の不備を検出すると周期の進行を止める。この監視機構が破綻すると、異常なDNAをもった細胞が分裂を続け、腫瘍化transformation腫瘍化（transformation）transformation（腫瘍化）のリスクが高まる。

⭐ G0期にとどまる細胞（成熟ニューロン、成熟心筋細胞cardiomyocyte (cardiac myocyte)心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)）cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞）など終末分化細胞terminally differentiated cell終末分化細胞（terminally differentiated cell）terminally differentiated cell（終末分化細胞））は基本的に再分裂できない——これは組織の再生能regenerative capacity再生能（regenerative capacity）regenerative capacity（再生能）力を左右する重要な原則で、なぜ心筋梗塞後post-MI心筋梗塞後（post-MI）post-MI（心筋梗塞後）の心筋やニューロンの損傷が再生しにくいかの根拠になる（対照的に上皮・造血系Hematopoietic System造血系（Hematopoietic System）Hematopoietic System（造血系）は活発に分裂を続ける）。

有糸分裂の4期

期	主な変化
前期prophase前期（prophase）prophase（前期）	クロマチンが凝縮し染色体が可視化、核膜nuclear envelope核膜（nuclear envelope）nuclear envelope（核膜）が崩壊、紡錘体形成spindle formation紡錘体形成（spindle formation）spindle formation（紡錘体形成）開始（01-3-non-membranous-organelles-cytoskeletonの中心小体centriole中心小体（centriole）centriole（中心小体）が起点）
中期	染色体が細胞赤道面に整列
後期	姉妹染色分体sister chromatid姉妹染色分体（sister chromatid）sister chromatid（姉妹染色分体）が両極へ分離
終期telophase終期（telophase）telophase（終期）	核膜nuclear envelope核膜（nuclear envelope）nuclear envelope（核膜）が再形成、染色体が脱凝縮、続いて細胞質分裂cytokinesis細胞質分裂（cytokinesis）cytokinesis（細胞質分裂）で2つの娘細胞に分かれる

細胞死：アポトーシスと壊死

flowchart TD
  A["細胞死"]
  A --> B["アポトーシス：プログラム細胞死"]
  A --> C["壊死：病的な細胞死"]

	アポトーシス	壊死
性質	生理的・プログラムされた「能動的な」細胞死	病的・偶発的な「受動的な」細胞死（虚血・毒性など）
細胞・核の変化	細胞の萎縮、クロマチン凝集、核の断片化fragmentation断片化（fragmentation）fragmentation（断片化）、アポトーシス小体apoptotic bodiesアポトーシス小体（apoptotic bodies）apoptotic bodies（アポトーシス小体）形成	細胞・細胞小器官organelles細胞小器官（organelles）organelles（細胞小器官）の膨化、細胞膜の破綻
周囲への影響	炎症反応を起こさない（近隣細胞・マクロファージに速やかに貪食される）	細胞内容物が漏出し炎症反応を誘発
代表例	発生における指趾digits (fingers and toes)指趾（digits (fingers and toes)）digits (fingers and toes)（指趾）間の水かき退縮、免疫細胞immune cell免疫細胞（immune cell）immune cell（免疫細胞）の選択（陰性選択negative selection陰性選択（negative selection）negative selection（陰性選択））、正常な組織の恒常性維持homeostasis恒常性維持（homeostasis）homeostasis（恒常性維持）	心筋梗塞、重度の熱傷・外傷

💡 アポトーシスが「周囲を巻き込まない」自己解体である一方、壊死は細胞膜が破れて内容物が漏れ出すため炎症を惹起する——この違いが、なぜ発生過程の正常な細胞除去（指の水かきの退縮など）はアポトーシスで静かに進むのに対し、梗塞や外傷による組織障害は炎症反応を伴うのかを説明する。

まとめ

細胞周期はG1・S・G2期からなる間期interphase間期（interphase）interphase（間期）とM期M phaseM期（M phase）M phase（M期）（有糸分裂）に分かれ、チェックポイントcheckpointチェックポイント（checkpoint）checkpoint（チェックポイント）がDNA損傷などを監視する。
G0期にとどまる終末分化細胞terminally differentiated cell終末分化細胞（terminally differentiated cell）terminally differentiated cell（終末分化細胞）（成熟ニューロン・心筋細胞cardiomyocyte (cardiac myocyte)心筋細胞（cardiomyocyte (cardiac myocyte)）cardiomyocyte (cardiac myocyte)（心筋細胞）など）は基本的に再分裂しない。
有糸分裂は前期prophase前期（prophase）prophase（前期）・中期・後期・終期telophase終期（telophase）telophase（終期）の4段階を経て、続く細胞質分裂cytokinesis細胞質分裂（cytokinesis）cytokinesis（細胞質分裂）で2つの娘細胞になる。
アポトーシスは炎症を起こさないプログラム細胞死、壊死は膜破綻により炎症を誘発する病的細胞死である。