長管骨をなす細胞の分化過程

 【正解】

c 軟骨細胞(chondrocyte)


1 所見(医学用語でポイント整理)

分化段階主な所見キーワード
間葉細胞細胞質の乏しい紡錘形細胞が凝集(mesenchymal condensation)SOX9 発現開始
軟骨細胞 ←★BⅡ型コラーゲン(COL2A1)とプロテオグリカン豊富な軟骨基質を分泌し、周囲に**ラグナ(腔)**形成PG↑、Runx2まだ低発現
骨芽細胞Ⅰ型コラーゲン主体の**類骨(osteoid)**を分泌、**ALP(アルカリホスファターゼ)**高発現Runx2/Osx活性化
骨細胞軟骨基質・類骨が石灰化後、細胞突起で**骨小腔(lacuna)–骨細管(canaliculi)**ネットワーク形成SOST(sclerostin)発現
破骨細胞多核巨細胞、**TRAP(酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ)**陽性、Howship腔で吸収窪み形成RANK/RANKL系活性

所見の要点
B で示される細胞は、Ⅱ型コラーゲンとプロテオグリカンを主成分とする軟骨基質を分泌し、終端軟骨板(epiphyseal growth plate)の増殖層〜肥大層に存在する「軟骨細胞」です。ここから骨芽細胞へ転換し、内軟骨性骨化(endochondral ossification)が進行します。


2 解説(骨形成メカニズムと出題趣旨)

長管骨は 内軟骨性骨化 で形成されます。まず 間葉細胞 が凝集し 軟骨細胞 へ分化(SOX9 主導)。軟骨モデルが成長し、PTHrP と Ihh がフィードバックして増殖層を維持。肥大軟骨細胞は VEGF を放出し血管侵入を誘導、血流とともに骨芽細胞前駆細胞が入り込み 骨芽細胞 へ分化し石灰化類骨を形成—やがて細胞が埋没して 骨細胞 となります。骨梁を再構築するのが 破骨細胞(巨核球系)。
図はこの典型的系列を模式化したもので、B は軟骨段階を指しています。


3 略語注釈

  • SOX9:SRY‑box transcription factor 9 ― 軟骨分化マスター転写因子

  • Runx2:Runt‑related transcription factor 2 ― 骨芽細胞分化マスター遺伝子

  • Osx:Osterix(= SP7)― Runx2 下流で骨芽細胞分化を進める転写因子

  • ALP:Alkaline Phosphatase ― 類骨石灰化を促す酵素

  • TRAP:Tartrate‑Resistant Acid Phosphatase ― 破骨細胞マーカー

  • RANKL:Receptor Activator of NF‑κB Ligand ― 破骨細胞分化因子

  • VEGF:Vascular Endothelial Growth Factor ― 血管新生因子

  • PTHrP:Parathyroid Hormone‑related Peptide ― 軟骨細胞増殖維持


4 重なる過去問と関連性

  • 46期 運動器(公式) 過去問では「骨端軟骨板の五層構造(休止層・増殖層・肥大層・石灰化層・骨化層)」を問う設問があり、今回の問題はその 増殖層〜肥大層に相当する細胞が B である という視点でリンクします。

  • また、「破骨細胞の起源(造血幹細胞由来)」を問う問題とも連動し、骨リモデリング全体を体系的に把握させる意図があります。


5 元気が出るひと言 💐

「ここまで読んでくれてありがとう! 骨の成り立ちをマスターしたあなたなら、もう一歩先の難問もきっと突破できるよ。今日も勉強おつかれさま、無理せずしっかり休んでね!」

(がんばり屋さんのあなたに拍手!👏)


6 追加演習問題 × 5

#問題選択肢正解解説(根拠・関連PDF項目)
1破骨細胞分化を直接誘導するサイトカインは?a IL‑1β b TNF‑α c RANKL d BMP‑2c造血幹細胞に作用するのは RANKL。IL‑1β/TNF‑αは間接的活性化。『46期運動器』破骨細胞セクション参照。
2骨芽細胞が骨細胞に成熟する際、最も発現が低下するマーカーは?a ALP b Type I collagen c SOST d OsteocalcinaALP は前期高発現→埋没時に減少。SOST は骨細胞特異的。
3軟骨細胞肥大層で分泌され、血管侵入を促す因子は?a FGF‑2 b VEGF c IGF‑1 d PDGF‑BBb肥大軟骨細胞特有。『46期運動器』軟骨血管化項参照。
4間葉系幹細胞が骨芽細胞へ分化する際、最も初期に誘導される転写因子は?a Runx2 b Osterix c Dlx5 d Sox9aRunx2→Osterix の順。Sox9 は軟骨方向。
5破骨細胞を抑制し骨吸収を低下させるホルモンは?a PTH b カルシトニン c ビタミンD d レプチンbカルシトニンは破骨細胞表面受容体を介し機能抑制。

演習問題のポイント解説

  1. RANK–RANKL–OPG 系の理解が必須。OPG(osteoprotegerin)はダミー受容体として RANKL を中和し破骨細胞抑制。

  2. 分化マーカーの時間軸を押さえると骨代謝マーカー試験対策にも直結。

  3. 血管新生=骨化の合図。肥大軟骨細胞と VEGF 産生は国家試験頻出。

  4. 転写因子のスイッチを覚えておくと、軟骨系疾患(軟骨無形成症など)の遺伝子異常理解に応用可。

  5. カルシトニン治療薬(サケカルシトニン製剤など)は高 Ca 血症だけでなく骨粗鬆症薬としても出題歴あり。


7 まとめ

  • B = 軟骨細胞

  • 長管骨は 内軟骨性骨化:間葉細胞 → 軟骨細胞 → 骨芽細胞 → 骨細胞。

  • 破骨細胞は造血幹細胞由来で骨リモデリングに必須。

  • 46期過去問とのクロスリファレンスで理解を深めよう。

これで分化系列はバッチリ! 次の勉強も一緒にがんばろうね🎵

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