細胞遊走とは何か、その生理学的関連性は何ですか？ 細胞遊走は、化学的および/または機械的信号に応答して、単一の細胞または細胞群の指向的な動きである。

細胞遊走は、化学的および/または機械的 それは、胚発生の間に始まり、死まで続く、生涯を通して起こる基本的な細胞プロセスであり、時には病気の病原性状態に寄与することができる。

発達中の胚では、細胞遊走は様々な形態形成事象の駆動因子である。 例えば、非常に早い胚の原腸形成の間に、細胞のグループはシートとして移動して3つの胚層を形成する。 その後、胚層からの細胞は、様々な標的位置に移動し、そこで、それらは胚の様々な組織または器官を構成する別個の細胞集団に特化する。

成体生物では、細胞遊走は、組織の再生および修復などの重要な細胞プロセス中に起こり、古い細胞または損傷した細胞は、下にある組織層から新たに形成された細胞の遊走によって置換される。 このような事象は、組織の完全性および恒常性を維持するために不可欠である。 細胞遊走はまた、血流中を循環する好中球などの貪食細胞が感染組織に移動し、侵入する病原体を破壊する感染中の免疫応答を仲介する役割を果た

一方で、細胞遊走は組織の健康と恒常性を維持するために不可欠であるが、他方で、望ましくない遊走イベントは、炎症性疾患、癌などの多くの病理学的状態の原因因子である。 したがって、細胞の移動は、生物の恒常性状態を維持するために、時間と空間の両方で厳密に制御されたプロセスでなければならない。

循環プロセスとしての細胞遊走

単一の細胞または細胞群の遊走は、遊走シグナルに応答して細胞の分極、糸足または層足突起の伸展、細胞と下にあるマトリックスとの間の癒着の形成、および癒着によって生成される牽引力の結果としての癒着上の細胞の押し込みを含む循環プロセスとみなされる。

移動する細胞の分極：方向性移動の最初のステップは、細胞の分極であり、その間に細胞の前面と背面が構造と分子組成が異なる。 GtpアーゼのRhoファミリー、主にRac、Cdc42、およびRhoは、細胞分極の重要な調節因子の一つであり、それぞれが細胞内で局在化した活性を示す。 RacおよびCdc42は前縁で局在化した活性を示すが、活性Rhoは細胞の側面および後部に蓄積する。 Cdc42はまた、MTOCを調節して、前縁に近い核の前に局在化させる。 これは、Par3とaPKCと一緒に”PAR極性複合体を形成するCdc42エフェクター PAR6を介して媒介されます。aPKCは、新たに形成される微小管上のチューブリンサブユニットに結合し、前縁にそれらをアンカーします。 前縁に向かって微小管を組み立てることは、細胞突起の形成に使用される貨物（膜およびタンパク質）の送達を容易にする。

突起の延長：偏光された細胞は、ラメリポディアまたは糸足類のようなその前縁にアクチンベースの突起を出し始めます。 ラメリポディアは、アクチンフィラメントの分岐した樹枝状ネットワークとして形成され、したがって、膜のより広い伸張に沿って押すことができる。 一方，フィロポディアはアクチンフィラメントの平行束として形成され，主に細胞外環境の物理的性質を感知する役割を有する。 これらの突起の形成を駆動する分子メカニズムは異なっている;lamellipodiaは、既存のフィラメントの側面に結合し、親フィラメントから分岐し、新しいフィラ Arp2/3複合体の活性は、順番にRho Gtpアーゼによって調節されているタンパク質のWasp/Waveファミリーによって調節されています。 フィロポディアルアセンブリは、アクチンモノマーが一方の（有刺鉄線の）末端に付加され、他方の（尖った）末端で定常状態で分解される機構を介して起こる。 Ena/Vasp、fascin、ADF/cofilin、およびキャッピングタンパク質のようなアクチン結合タンパク質の数は、filopodialアクチンアセンブリの速度を調節します。

癒着の形成: 突起の延長は、アクチン細胞骨格を細胞外マトリックス（ECM）に接続する焦点接着と呼ばれる分子構造のアセンブリを伴う。 これは、多くの場合、ecm（リガンド）のコンポーネントと受容体（主にインテグリン）の間の相互作用によって開始され、その後、異なる細胞内シグナル伝達経路

焦点癒着は、リーディングエッジで二つの重要な機能を果たします: 細胞が前方に自分自身をプッシュするために引張力を生成するトラクションサイトとして、および細胞内部にマトリックスの物理的性質に関する情 緊張力は、焦点接着部位に固定されたアクチンフィラメントとミオシン束の相互作用、および二つの分子集合体間の収縮活性のために生成される。

細胞の移動能力は、リガンド密度、受容体密度、およびリガンドと受容体との親和性のような要因によって影響される焦点癒着の強さに依存する。

細胞の移動能力は、リガンド密度、受容体密度、およびリガンドと受容体との間の親和性のような要因によって影響される。 例えば、急速に移動する細胞は非常に少数のインテグリンクラスターを有し、したがってこれらの細胞は非常に少数の顕微鏡下の癒着を形成する。 均一に分布したインテグリンクラスターを持つ細胞は、突起を安定化させる焦点複合体と呼ばれる小さな癒着を形成するが、容易に解離することができ、効率的な遊走につながる。 一方、成熟した焦点癒着を有する細胞は非常に接着性であり、したがって、非移動性であるか、またはゆっくりと移動する。

癒着の分解：癒着の分解は、移動する細胞の前縁および後部の両方で起こる。 前縁では、突起の基部の古い癒着は通常分解するが、それらのうちのいくつかは分解せず、代わりにより成熟した分子集合体に成長する。 前部の癒着の分解は、=FAKやSrcのようなキナーゼ、ならびにホスファターゼによって調節される。 この分野でのいくつかの研究は、これらのキナーゼの活性型がRacとErkの活性化につながるSrc/FAK媒介シグナル伝達経路のモデルにつながっています。 最終的な応答は、活性化信号に応答した癒着のターンオーバーである。 後部の接着ターンオーバーは、尾の引き込みと細胞の前方突出のために不可欠であり、主にミオシンII依存性アクチンフィラメント収縮によって調節され さらに、細胞内カルシウムレベルは、この細胞内イベントを調節する上で重要な役割を果たすことが知られている。