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マトリックス生物学

索引 マトリックス生物学

マトリックス生物学(マトリックスせいぶつがく、Matrix biology)とは、細胞外マトリックスの構造や機能、それらと近接した細胞との相互作用について研究する学問である。 マトリックス生物学者は通常、構造や細胞との相互作用の基礎研究と、病気になった時にこれらのパラメーターがどう変わるのかという応用研究を同時に行っている。 マトリックス生物学者は、次のような個々の分子を専門に取り扱っている。.

24 関係: 変形性関節症強皮症マトリックスメタロプロテアーゼリウマチ学プロテオグリカンフィブリンインテグリンエラスチンコラーゲン皮膚皮膚科学細胞細胞外マトリックス病気軟骨関節腫瘍腫瘍学歯列矯正滑膜整形外科学

変形性関節症

変形性関節症(へんけいせいかんせつしょう)とは、関節が変形することによって起こる病気である。加齢や膝の使いすぎで関節が痛むと理解されている。発症する代表的な関節は、膝関節、股関節、足関節などで、体重負荷のかかる関節に多く発生する。肩関節、肘関節、手関節、手指関節、脊椎椎間関節にも発症し、痛みが生じる。 老化などが原因で発症するものを1次性関節症、外傷や病気などが原因で発症するものを2次性関節症とも言う。.

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強皮症

強皮症(Scleroderma)は、全身の皮膚が硬くなる他、内臓にも病変を発症する原因不明の慢性疾患である。古典的五大膠原病のひとつ。.

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マトリックスメタロプロテアーゼ

マトリックスメタロプロテアーゼ(英:Matrix metalloproteinase、MMP)はメタロプロテアーゼ(活性中心に金属イオンが配座しているタンパク質分解酵素の総称)の一群でありMMPの活性中心には亜鉛イオン(Zn2+)やカルシウムイオン(Ca2+)が含まれる。コラーゲンやプロテオグリカン、エラスチンなどから成る細胞外マトリックスの分解をはじめとし、細胞表面に発現するタンパク質の分解、生理活性物質のプロセシングなどその作用は多岐にわたる。1962年にジェロム・グロスとチャールズ・ラピエールによりオタマジャクシの変態において尾が吸収される過程に関与する酵素として発見され、1968年にはヒトの皮膚に存在することが示された。MMPファミリーに属する酵素は分泌型と膜結合型の二種類に分類される。分泌型MMPは産生後、分泌細胞から離れたところにおいても働くが、膜結合型は細胞表面に発現しているので活動範囲は狭い。.

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リウマチ学

リウマチ学(リウマチがく、rheumatology)は、関節痛などを主な症状とする膠原病・リウマチ関連疾患を主に研究診療する、内科学から発展していった医学の一分野である。整形外科学と連携して治療にあたる。.

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プロテオグリカン

プロテオグリカン(Proteoglycan)は、特殊な構造をもつ糖とタンパク質の複合体で、複合糖質の一種である。「プロテオ」はプロテインつまりタンパク質、「グリカン」は多糖類を意味する。 動物学におけるプロテオグリカンは、動物特有の成分であるグリコサミノグリカン(多糖類)とコアタンパク質(糖鎖が結合する “芯”となるタンパク質)が一定の様式で結合したものを指し、グリコサミノグリカンとしてはヒアルロン酸やコンドロイチン硫酸が有名である。臓器、脳、皮膚を始めとした体全体の組織中の細胞外マトリックスや細胞表面に存在するほか、軟骨の主成分としても存在している。 植物学におけるプロテオグリカンは、植物特有の成分であるアラビノガラクタン(多糖類)とコアタンパク質が一定の様式で結合したものを指し、正式にはアラビノガラクタン-プロテイン(AGP)と呼ばれている。細胞壁や樹液に細胞外マトリックスとして存在する。.

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フィブリン

フィブリン(fibrin)は、血液の凝固(血液凝固)に関わるタンパク質である。繊維状タンパク質で、傷などが原因となって血小板とともに重合し、血球をくるみこんで血餅を形成する。止血や血栓形成の中心的な役割を担っている。.

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インテグリン

インテグリン(integrin)は、細胞表面の原形質膜にあるタンパク質で、細胞接着分子である。細胞外マトリックスのレセプターとして細胞 - 細胞外マトリックスの細胞接着(細胞基質接着)の主役である。また細胞 - 細胞の接着にも関与する。タンパク質分子としては、α鎖とβ鎖の2つのサブユニットからなるヘテロダイマーであり、異なるα鎖、β鎖が多数存在し、多様な組み合わせが可能である。 歴史的には、1985年、細胞接着分子・フィブロネクチンのレセプターとして最初に発見された。その後、多数のタンパク質がインテグリンと同定され、インテグリン・スーパーファミリーを形成している。細胞内では、アダプタータンパク質を介して細胞骨格のミクロフィラメントに結合し、細胞内シグナル伝達をする。 インテグリンは「α1β1」などと、αβの後に数字や記号を下付に書く方式と、「α1β1」と下付にしないで書く方式が混在して使われている。ここでも、両方式を混在して使う。.

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エラスチン

ラスチン()もしくは弾性線維(だんせいせんい)とはコラーゲンの線維を支える役割を持つ線維である。ヒトのエラスチン含有量は、項靱帯で約78~80%、動脈で約50%、肺で約20%、真皮で約2~5%を占める。ヒトだけでなく、ブタやウシ、ウマなどの哺乳類やその他では魚類などにも含まれている。エラスチンは皮膚や血管では年齢と共に減少し皺の原因となる。.

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コラーゲン

ラーゲン(Kollagen、collagen)は、主に脊椎動物の真皮、靱帯、腱、骨、軟骨などを構成するタンパク質のひとつ。多細胞動物の細胞外基質(細胞外マトリクス)の主成分である。体内に存在しているコラーゲンの総量は、ヒトでは、全タンパク質のほぼ30%を占める程多い。また、コラーゲンは体内で働くだけでなく人間生活に様々に利用されている。ゼラチンはコラーゲンを変性させたものであり、食品、化粧品、医薬品など様々に用いられている。.

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皮膚

膚(ひふ)は、動物の器官のひとつで、体の表面をおおっている層のこと生化学辞典第2版、p.1068 【皮膚】。体の内外を区切り、その境をなす構造である。皮膚と毛、爪、羽毛、鱗など、それに付随する構造(器官)とをあわせて、外皮系という器官系としてまとめて扱う場合がある。また、動物種によっては、皮膚感覚を伝える感覚器の働きも持っている場合がある。ヒトの皮膚は「肌」(はだ)とも呼ばれる。 高等脊椎動物では上皮性の表皮、その下にある結合組織系の真皮から構成され、さらに皮下組織そして多くの場合には脂肪組織へと繋がってゆく。 ヒトの皮膚は、上皮部分では細胞分裂から角化し、垢となって剥がれ落ちるまで約4週間かかる解剖学第2版、p.26-31、外皮構造(皮膚)。.

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皮膚科学

膚科学(ひふかがく、cutaneous condition)は、主に皮膚を中心とした疾患を治療・研究する医学の一分科。外用薬、内服などの内科的治療の薬物療法に加えて、手術などの外科的治療も行う。.

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細胞

動物の真核細胞のスケッチ 細胞(さいぼう)とは、全ての生物が持つ、微小な部屋状の下部構造のこと。生物体の構造上・機能上の基本単位。そして同時にそれ自体を生命体と言うこともできる生化学辞典第2版、p.531-532 【単細胞生物】。 細胞を意味する英語の「cell」の語源はギリシャ語で「小さな部屋」を意味する語である。1665年にこの構造を発見したロバート・フックが自著においてcellと命名した。.

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細胞外マトリックス

細胞外マトリックス(さいぼうがいマトリックス、Extracellular Matrix)とは生物において、細胞の外に存在する超分子構造体である。通常ECMと略され細胞外基質、細胞間マトリックスともいう。.

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病気

病気(びょうき)、病(やまい)は、人間や動物の心や体に不調または不都合が生じた状態のこと。(本記事で後述)。一般的に外傷などは含まれない。病気の類似概念としての、症候群(しょうこうぐん)、疾病(しっぺい)、疾患(しっかん)は、本記事でまとめて解説する。 別の読みである、病気(やまいけ)は、病気が起こるような気配をいう。.

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(ほね、英:bone)は、脊椎動物において骨格を構成する、リン酸カルシウムを多分に含んだ硬い組織。特に軟骨(cartilage)などと明確に区別する場合には硬骨とも呼ばれる。 動物体内での骨の機能は多岐に亘り、体の保護や姿勢の維持、筋肉を用いた運動のほかに、栄養の貯蔵や、血球を産生する場としての役割も持っている。ヒトの大人の体には、大小約206の骨があり(幼児で約270個)、それぞれに固有の名称が与えられている。ヒトの体で最も大きな骨は大腿骨である。 またこの意味の他にも、口語的には骨格そのものを指し示す場合もあり、生物に留まらず広く用いられる(例:傘の骨、鉄骨など)。本項目では、特に断りのない限り、最初に示した通り脊椎動物の骨を説明する。.

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軟骨

軟骨(なんこつ、cartilage)は、軟骨細胞とそれを取り囲む基質からなる結合組織であるが、組織中には血管、神経、リンパ管が見られない。弾力性があり、脊椎動物に比較的発達している。.

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関節

関節(かんせつ)とは、骨と骨が連結する部分を表す言葉である。.

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腫瘍

腫瘍(しゅよう、Tumor)とは、組織、細胞が生体内の制御に反して自律的に過剰に増殖することによってできる組織塊のこと。腫瘍ができたことにより、身体に影響を及ぼすことがある。 病理学的には、新生物(しんせいぶつ、Neoplasm)と同義である。なお、Neoplasmはギリシャ語のNeoplasia(新形成)からできた単語である。.

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腫瘍学

腫瘍学(しゅようがく、英語:oncology)は、癌(がん)や肉腫等の「腫瘍」に関する医学の一分野。.

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腱(けん)は、解剖学において骨格筋が骨に付着する部分の筋肉主体部寄りにある結合組織のひとつ。骨と骨とを結合させているものは靱帯という。両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類の骨格筋に付属して存在する。骨格筋は全体的に赤色(哺乳類)を示すが、腱はほぼ白色に見える。組成は殆どが線維質であるコラーゲンで、軟部組織としては硬い方に属する。代表的な腱はアキレス腱があり、人体の中では最大のものである。 獲物・解体した家畜の部位としての腱は、きわめて強靭で弾力性の高い繊維であり、乾燥によって収縮しつつ硬くなる性質を持つ。そのため縫い糸、石器を木に接合する、木と木をきわめて強く結びつける、合成弓や投石器のばね、さらに煮て膠を得るなど古代においてはきわめて重要な物資でもあった。 食品としては長時間煮込めば柔らかくなる。すじ肉を参照。.

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歯(は、tooth)は、口腔内にある咀嚼するための一番目の器官。人体でもっとも硬く、遺体ではその治療状況によって人物の特定の重要な手掛かりとなる。人工歯と区別する意味で天然歯と言うこともある。多くの種類の構造を持ち、それぞれが異なる目的を果たす。歯学では、過去には歯牙(しが)と言ったが、現在は使わない傾向にある。 また、それに似たものを歯ということがある。例えば歯車、鋸歯など。 歯の部位を示すために、歯の内側を舌側、口蓋側、外側を唇側、頬側、正中に近い方を近心、反対側を遠心、上端下顎の歯の場合。上顎の歯の場合は下端。を切縁、咬合面という。 多くの高等動物が持つ。人間は乳歯と永久歯の二組を持つが(二生歯性)、ネズミ目のように一組の歯が伸び続ける動物もいれば(一生歯性)、サメのように、二週間に一組ずつ新しい歯が作られていく動物もいる(多生歯性)。化石化した哺乳類においてもっとも特徴的な部位であり、古生物学者達は化石の種類や関係を鑑別するのにしばしば歯を使う。 歯は摂食の際の重要な構造であり、その形は餌のタイプと強く結びついている。.

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歯列矯正

歯列矯正(しれつきょうせい)とは、歯列の不正を治すこと。.

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滑膜

滑膜(かつまく、synovial membrane, synovium)は、関節を構成する要素のひとつ。 関節は関節包につつまれている。この関節包は、外側は線維膜、内側は滑膜からなる。滑膜は厚さ約25μmで、膜といっても基底膜のように細胞が隙間なく並んでいるわけではなく、結合組織の中に線維芽細胞様の滑膜細胞とマクロファージおよび少数のリンパ球が存在する。滑膜そのものがひだを形成し、関節を滑らかに動くようにしている。また滑膜細胞は関節液を産生し、軟骨へ栄養を供給している。関節液にはヒアルロン酸、ラブリシン(lubricin、糖タンパク質の一種)が豊富に含まれる。軟骨には血管がなく、軟骨細胞への栄養は関節液に依存している。そのため滑膜には血管が豊富に分布している。.

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整形外科学

整形外科学(せいけいげかがく、orthopaedics)は、人体の骨・関節・筋肉等の運動器系を診療・研究する外科学の一分野。アメリカ合衆国では「orthopedic surgery」とも言われる。場合によりリウマチ学や形成外科学などと連携して治療にあたる。 いわゆる「整形手術」は美容外科学の分野であり、整形外科学とは直接関係がない。.

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