【中国からのダイレクトメール】I READING Love Reading 細胞の秘密の言語

細胞インテリジェンスを探索し、細胞通信を分析し、生物学と生理学というミクロの世界に入り、細胞を理解し、人体を理解し、健康と病気を理解し、免疫の原理を理解します。

製品の特徴

編集者の選択

1. 生物学と生理学というミクロの世界に入り、細胞コミュニケーションの説明に焦点を当てます。別の種類の「洞察」を使用して、人体の基本的な分解と機能単位である細胞を理解し、人体全体に対する小さな細胞の重要性を理解します。
2. 細胞コミュニケーションを理解することで、新しいがん免疫療法などの現代医療に対応できるようになります。これらのさまざまな細胞間会話の結果に応じて、私たちは代謝、不安、腸疾患、食物アレルギー、さまざまな種類の炎症などを含む自分自身の健康上の問題にどのように対応するかを選択できます。
3. この本には免疫細胞に関する多くの内容が含まれており、これは現在の生活にとって特に実践的に重要です。

簡単な紹介

生物の基本単位は細胞ですが、細胞の会話についてはほとんどわかっていません。これらの会話から、私たちは人生の本質についての洞察を得ることができます。脳の中央制御システムはどのように命令を送信するのでしょうか?私たちの体のフィットネスレベルはどのように決まるのでしょうか?人々は自分の思考、感情、行動をどのように調整しているのでしょうか?ジョン・リーフ博士は、本の 4 つの部分でこれらの質問に 1 つずつ答えます。
このセクションでは、T 細胞、毛細血管 (細い血管) 内皮細胞、移動血液細胞、血小板、腸細胞、皮膚細胞、がん細胞などのヒト細胞を紹介し、読者に理解を深めるための重要な例としていくつかの細胞を取り上げます。すべての臓器は細胞通信を通じて機能します。
第 II 部では、ニューロン、3 種類の支持脳細胞、脳を守る 2 種類の保護バリア細胞を取り上げ、脳について紹介します。これには、さまざまな慢性疼痛症候群を引き起こす独特の細胞会話に特化した章が含まれます。
第 3 部では、微生物種間、さらに微生物、植物、人間間のコミュニケーションを含む微生物コミュニケーションの世界について説明します。
第 4 部では、細胞小器官と、ミトコンドリアやタンパク質工場などの他の細胞区画間のコミュニケーションを含む細胞内対話について紹介します。また、これらの区画にシグナルを送る分子についても取り上げます。得られた結論は、これらのユビキタスな携帯電話での会話の影響を検討しています。

著者について

[アメリカ] ジョン・リーフ
彼は老人精神医学の専門家であり、米国精神医学会の生涯特別研究員でもあり、エール大学で数学の学士号を取得し、ハーバード大学医学部で医学博士号を取得しています。米国老年精神医学会 (AAGP) の会長を務めながら、老年精神医学の分野の中核雑誌である米国老年精神医学ジャーナルの設立に貢献しました。さらに、脳損傷患者のための新しい標的治療法を発見する分野の先駆者でもあります。
長年にわたり、リーフ博士は臨床研究以外で、心が自然界に存在するかどうかという問題の探究に興味を持ってきました。当初、彼の研究は神経科学と、精神医学的、神経学的および病状の相互作用に焦点を当てていました。その後、彼はさまざまな動物の知的現象を探索するために研究の範囲を広げ、さらに単細胞、微生物、ウイルスまで深く掘り下げました。また、個人のブログ「Searching for the Mind with Jon Lieff, MD Results」では、神経科学、分子生物学、微生物学、免疫学、癌、および関連分野の研究をレビューしています。多くのフォロワーを魅了しました。
リーフ博士は、神経科学、精神薬理学、脳損傷、老人精神医学などのテーマについて精力的に講演を行っています。

翻訳者
ゴン・イン
フリーの翻訳者。彼は 2010 年に湖南農業大学を卒業し、2013 年に中国科学院で生化学と分子生物学を卒業しました。同年、学術論文『Abiotic Stress in Plants』をイギリスのロンドンで出版しました。卒業後は語学が好きだったことから、翻訳や記者など文芸の仕事に携わってきました。 2015年からGuo Xianlin教授に師事し、これまでに何百万語もの単語を翻訳してきました。彼の作品は新鮮さ、自然さ、簡潔さ、スムーズさで知られています。

目次

言葉/001

人間の体の一部
第 1 章 細胞 - あらゆることについて話し合う
第 2 章 白血球遊走を促進するシグナル
第 3 章 T 細胞 - 免疫の主力
第 4 章 毛細血管—組織発達の「脳の中枢」
第 5 章 血小板 – 単なる「血を止める」以上のもの
第6章 腸内の細胞対話
第 7 章 全身の皮膚に伝わるシグナル伝達
第8章 がん細胞―究極のマニピュレーター

パート 2 脳
第9章 ニューロンの世界
第10章 アストロサイトの補助的役割
第 11 章 ミクログリア — 脳のマスター調節因子
第12章 ミエリン生成希突起膠細胞
第13章 脳のガード細胞
第14章 痛みと炎症

第3部 微生物のコミュニケーション世界
第15章 微生物の行動と対話
第16章 微生物と人間の細胞の戦い
第17章 腸内微生物の力
第 18 章 微生物の脳への影響
第19章 ウイルスの複雑な世界
第20章 微生物と植物の相互作用
第21章 微生物と癌の愛憎関係
第22章 微生物と細胞小器官の対話

第4部 細胞内の対話
第23章 細胞小器官間のコミュニケーション
第24章 ミトコンドリアも会話に参加する
第25章 膜の合成
第26章 支持幹線における資材輸送
第27章 樹状幹
第28章 繊毛の重要性
第29章 分子がしゃべる？ mTOR に関する簡単な説明

Cell Talkの旅の終わり
付録
謝辞

序文

現代の生物学の秘密は、すべての生命活動は細胞間の対話によって起こるという当たり前のことにあります。体が感染すると、免疫T細胞は脳細胞に「気分が悪い」ので横になるように指示します。感染の標的に向かう長い旅の途中、白血球は遠くからの信号によって一歩一歩導かれます。がん細胞は、自身の集団に免疫や微生物の攻撃を警告します。腸細胞は微生物と通信して、誰が敵で誰が味方かを判断します。胸腺の「メンター」細胞は、T細胞に体組織を損傷しないよう指示します。
私たちのほとんどは、神経科学、遺伝学、分子生物学、免疫学、微生物学などの分野をリードする最先端の専門誌を読むことができないため、現代の医学を理解するのは難しい場合があります。細胞コミュニケーションに関するコンテンツには、分子、シグナル、受容体、細胞などのわかりにくい用語がたくさんあります。これらの専門用語は、細胞コミュニケーションに謎のベールをかけています。

会話を理解する
『細胞の秘密言語』という本は、謎のベールを取り除き、誰もが医学研究、さらには生命そのものをはっきりと見ることができるようにします。本書は、さまざまな携帯言語をわかりやすい言葉で紹介し、その具体的な使い方を直感的に描きます。この本の各章は、人間の細胞、脳細胞、微生物細胞、および細胞内の区画間のコミュニケーションに焦点を当てています。本書は、細胞ひとつひとつの生きざまを解説することで、高度な生物学を理解するのに役立ちます。
医学用語を理解しているかどうかに関係なく、この本は細胞通信のこの普遍的な現象の広さと深さを明らかにします。おそらく、あなたも私と同じように、細胞シグナル伝達を初めて発見したときに驚き、それが地球上のすべての生き物にどのような影響を与えるかに驚嘆したことでしょう。
研究によって到達した結論は驚くべきものです。人体のあらゆる生命プロセス、さらにはすべての動物、植物、微生物のグループにおいても、細胞間の対話と集団的意思決定に基づいています。さまざまな細胞が免疫系、血管、腸や皮膚の障壁、脳組織、微生物を構成しています。これらの細胞がどのように意思決定を行うかを理解することは、細胞のコミュニケーションが健康と病気においてどのように決定的な役割を果たしているかを理解するのに役立ちます。
実際、細胞コミュニケーションの理解に基づいて、新しいがん免疫療法などの現代医療のトレンドについていくこともできます。実験的治療法では、微生物と免疫細胞間の定期的な会話を利用して、多くの種類のがんと闘います。腸内の微生物間の微妙な議論により、それらが代謝、体重減少、不安、腸疾患、食物アレルギー、脳疾患に関連する治療にどのような影響を与えるかが決定されるでしょう。免疫細胞と脳細胞間の対話に基づいて、ストレス、炎症、うつ病、不安、トラウマ、脳疾患、微生物の攻撃に対応する方法を特定できます。

同じ言語、異なるアプローチ
この本では、さまざまな細胞が複数の信号を同時に使用して通信していることをさまざまな章で説明しています。信号を伝達するために以下が使用されます。
• 分泌化学物質
• 遺伝的指示を伝える細胞によって放出される小胞
• 現在
• 電磁波
• 細胞の物理的接触
• 細胞間の生体ナノチューブ

信じられないことに、人間、動物、植物、微生物の細胞など、自然界のあらゆる種類の細胞はすべて同じ言語を使用してコミュニケーションを行っています。
ご存知かと思いますが、ニューロンは脳の回路で信号を使用します。ニューロンは軸索に沿って電流を生成し、他のニューロンに信号を送る神経伝達物質分子の放出を引き起こします。実際、ニューロンは、他のニューロンだけでなく、他の 3 種類のサポート脳細胞、さまざまな免疫細胞、その他すべてのヒト組織の細胞とコミュニケーションをとるときに、前述した言語スキルの多くを使用します。慢性疼痛症候群の場合、ニューロンはさまざまな複雑な接続を通じて通信し、時には 10 種類の異なる細胞が同時に関与します。最近、回路内の次のニューロンに通常の接続を行うのではなく、軸索から組織に伸びるサイドチャネルを介して局所免疫細胞にメッセージを送信することで、ニューロンが実行できるちょっとしたトリックを発見しました。
さらに、ニューロンは脳波を使用して通信します。ニューロンの個々のグループが一緒に振動し、特定の周波数の電磁振動をメッセージとして他の脳領域に送信します。 2 つの主要な脳記憶中枢間のメッセージの場合、1 つの周波数は記憶関連の空間情報を提供し、もう 1 つの周波数は時間関連の情報を提供します。
細胞シグナル伝達の知識は、免疫システムと脳を真に分離できないことを示しています。どちらもストレス、社会的孤立、トラウマ、感染症を感知し、これらすべての情報を定期的に相互に伝達します。脳は、動的であると同時に非常に固定された回路構造に基づいて構築されています。この「有線」脳は、体中の特定の場所に信号を素早く送信します。一方、免疫細胞は組織や血液系全体を自由に移動し、常に相互に信号を中継したり、脳細胞や身体器官に信号を中継したりします。これは、血液や組織を介して到達しにくい場所に信号を送信できる、さらに別の「無線」脳であると言えます。
この本を読むと、「有線」と「無線」の脳が微妙な会話を通じてどのように常に連携しているのかがわかります。この本では、動的免疫細胞と静的神経の間のコミュニケーションが詳細に説明されており、鍼治療の広範な効果が明らかにされています。
さらに、免疫調節の主要な役割を果たす T 細胞が脳を浸す液体環境に入ると、脳と免疫系が連携する別の状況を垣間見ることができます。このような好ましい環境条件下では、T 細胞は感染が存在するかどうかを示す信号を脳細胞に送ります。これらの免疫 T 細胞からの信号は、通常、脳に一般的な認知を形成するきっかけを与えます。感染症が発生すると、T細胞の信号が変化し、病気のときに誰もが経験する身体の「不快感」が引き起こされます。同時に、T細胞は、体が回復できるように速度を落として休むように脳に指示します。

健康と病気の基本を理解する
この本の貴重な点は、さまざまな情報源からの豊富な情報を集めて整理していることです。科学雑誌の調査結果に基づいたこの本は、現代の最愛の生物学に関する現代的な視点を提供します。医学がより複雑になるにつれて、多くの人は、何が自分の健康を維持するのに役立ち、何が病気の原因になるのかを理解することがこれまで以上に困難になっていると感じています。
「細胞の秘密の言語」では、著者らは、免疫、がん、脳、腸、皮膚の生理学についての私たちの理解における重要な新しい領域について、各章で洞察を提供しています。微生物に注目し、体や脳の仕組み、免疫、血液、腸の細胞、がんの仕組みなどを理解したい人にとって、本書は一冊となるだろう。
主要な細胞タイプのそれぞれの背後にある物語をたどることにより、これらの細胞間の会話を直接知ることができるでしょう。臓器の境界を定める細胞は退屈そうに見えるかもしれませんが、実はそうではありません。たとえば、腸内皮細胞は互いに入念な会話を行って、多くの重要な決定を下します。腸内の多数の微生物は、これらのバリア細胞だけでなく、免疫細胞や局所ニューロンとも通信します。長く曲がりくねった腸全体で、これらの細胞間の対話によって、どの特定の微生物が腸内に生息できるかが決まり、「住人」として私たちにさまざまな面で助けを与えてくれます。
同様に、皮膚、肺、血管、脳液の内皮細胞は、体の他の場所の細胞と対話します。脳では、「ゲートキーパー」細胞が、どの特定の細胞が脳に入ることができるか、また脳の外傷や感染症を治癒するためにどの細胞が必要かを決定します。驚くべきことに、毛細血管内皮細胞は小さな血管の骨格であるだけでなく、組織を構築するための細胞を生成することによってあらゆる臓器を導く主力細胞でもあります。幹細胞と呼ばれる、他のすべての細胞を生み出す各臓器の特別な細胞は、毛細血管のすぐ近くに位置しています。毛細血管細胞と幹細胞は両方とも、必要に応じて新しい細胞を組織に提供する方法について互いにやり取りします。
日常会話と知性の謎
この本では、さまざまな携帯電話での会話が紹介されています。細胞は生命のあらゆる側面について語っています。つまり、臓器内のどこにあるべきか、通常の日常活動がどのように構成されているか、細胞の大きさはどのくらいであるべきか、微生物と戦うためにどのように連携するか、組織をどのように再構築して治癒するか、そしてどのように連携して機能するかなどです。日常の活動に必要な援助を提供します。これらの細胞の会話により、炎症の種類、食物がどのように消化されるか、慢性的な痛みの有無が決まります。生理学のあらゆる側面は、細胞集団間を行き来するシグナル伝達に依存していると言っても過言ではありません。一般に、このようなディスカッショングループは非常に大規模であり、血液細胞、組織内皮細胞、免疫細胞、脳細胞などが同時に集まります。さらに、微生物やがん細胞も関与します。
さらに、これらの議論はセル内のコンパートメント間で行われます。 「コンパートメント」とは、器官が人体の小さな部分であるのと同じように、細胞の小さな構成要素である細胞小器官を指します。ミトコンドリアや核などの細胞小器官は互いに信号を送ります。さらに、複雑な分子は、データを収集し、決定を下し、細胞小器官と繰り返し通信するために信号を送信します。科学者にとって、細胞内の細胞小器官や分子が伝達する信号を観察することは困難であるため、このような会話の存在はこれまで発見されていませんでした。
携帯電話での会話は「インテリジェント」なのでしょうか?自然界の知性が何であるかを正確に定義できる人は誰もいないため、これは答えられない質問であるはずです。確かに、細胞の生き方は複雑ですが、魅力的でもあります。細胞は互いに話し合うことで、質問して答えを得たり、フィードバックを与えながら情報を収集したり、体内を移動して「友達を呼んで」、受け取った情報に基づいて意思決定をしたりすることができます。信号刺激は、状況の変化に応じて変化する非常に具体的なアクションを生成します。この記事の最終章では、自然界の知能を解明する上で、ユビキタスなセルラー通信が何を意味するかについて議論します。

ブログと洞察
私は、細胞シグナル伝達が自然界で中心的な役割を果たしていることに気づきました。神経精神科医として 40 年間、私は医学的事象と精神医学的事象の相互作用、つまり病気が脳に与える影響や思考が身体に与える影響を目の当たりにしてきました。広範な研究の結果、結論は明らかでした。思考が何であり、それが脳のどこに存在するのかは誰も理解できません。このことから、自然界のどこに思考 (または知性) が存在するのかという疑問が生じます。
8 年前、私は自分のウェブサイト「Searching for the Mind with Jon Lieff, MD」を通じて自然界の心を探求し始めました。私にとって、Web サイトに詳細なブログ投稿を毎週公開することは、科学研究に関する最新情報を入手し、読者からタイムリーなフィードバックを受け取るための最良の方法です。私の Facebook ページ (Searching for the Mind) や Twitter アカウント (@jonlieffmd) を通じて、多くの読者と日々交流することが増えています。科学者を含む多くの人々が、自然界に存在する可能性のある知性の探索に私に参加し始めました。
複数のブログ投稿は、人間の脳には並外れた能力があるという考えを裏付けています。そこで、サイエンティフィック・アメリカン誌は、「有線脳」と「無線脳」の密接な関係と、成人の脳における新しい細胞の生成について、ゲストブログ記事を 2 件執筆するよう私に依頼しました。対照的に、他のブログ投稿では、他の動物の脳 (たとえ小さなものであっても) の驚くべき能力に焦点を当てています。たとえば、ミツバチは 8 キロメートルの飛行の記憶を万華鏡のように保持することができ、抽象的な概念や象徴的な言語を使用するだけでなく、自分で薬を賢く収集することもできます。私にとってもう 1 つの大きな光栄だったのは、動物科学者のマーク・ベコフ氏から、雑誌『サイコロジー・トゥデイ』のブログにゲスト投稿してほしいと頼まれたことです。その中で、私は鳥、トカゲ、ミツバチに見られる知性のユニークな現象のいくつかについて議論します。これらの動物の脳は人間の脳とは大きく異なります。
これらすべての異なる動物の脳では、細胞間の重要な会話の種類は同じですが、パターンは異なります。偶然にも、植物と微生物が窒素固定因子について議論する際の細胞対話も同様の挙動を示すことが研究で判明した。細胞コミュニケーションという新しい分野における植物の研究では、興味深い発見がありました。森林内のほぼすべての木や低木は、菌類の細胞を介して相互にコミュニケーションを確立できます。その中で、微細で細い菌糸が「電話」の役割を果たしています。ライン」効果。この菌糸の網を利用することで、樹木や他の植物は栄養信号や防御信号を互いに送り合うことができます。
しかし、微生物間のコミュニケーションは違うと思います。単細胞微生物は、あたかも脳によって制御されているかのように、単細胞生物と通信する異常な能力を示します。これらの微生物は、ある程度、同時に複数の情報入力に基づいて意思決定を行うことができます。彼らは細心の注意を払って相互に通信しており、細胞は人間の細胞よりもはるかに大きく複雑であるため、さらに驚くべきことです。
最先端の科学研究雑誌に研究の進歩を要約するレビューを書きましたが、細胞コミュニケーションが現代の医学すべてと​​生命そのものの基礎であることに気づき驚きました。私たちが見ているどこでも、血液細胞、免疫細胞、腸細胞、脳細胞、植物細胞、そしてすべての微生物、一部の科学者が生物ではないと信じているウイルスさえも、細胞が互いに会話しています。
外。細胞間のシグナル伝達が生物学的作用のメカニズムであることがますます明確に分かりました。
現在、細胞間の会話を包括的に扱っている書籍や雑誌記事がないことがわかりました。そこで、私はすぐに細胞の対話というテーマについて議論し、説得力のある証拠を提供することに決め、こうして『細胞の秘密の言語』を執筆しました。この本には、過去 8 年間にわたるさまざまな科学文書の詳細な分析が含まれており、一般的な科学読者にわかりやすい言葉で提示されています。
科学の進歩により、私たちはより豊かで詳細な情報を入手し、自然界をより良く観察し、よりミクロな生命活動を探求するでしょう。少し前まで、細胞間の特定の会話を観察することができました。その後、ウイルス間で送られるバッチ通信信号も初めて発見しました。
セルラービュー
「細胞の秘密の言語」は 4 つの部分に分かれており、それぞれが独立しています。ただし、すべての章を読むことで、すべての細胞間の相互関係と、健康と病気において生理学がどのように機能するかについて、より深く理解できるようになります。
このセクションでは、T 細胞、毛細血管 (細い血管) の内皮細胞、移動血液細胞、血小板、腸細胞、皮膚細胞、がん細胞など、人体の細胞について紹介します。各臓器にはそれぞれ独自の魅力がありますが、細胞コミュニケーションを通じてすべての臓器がどのように機能するかを読者に深く理解していただくために、このセクションでは重要な例として特定の細胞のみを選択しました。
第 II 部では、ニューロン、3 種類の支持脳細胞、脳を保護する 2 種類の保護バリア細胞を取り上げ、脳について紹介します。これには、さまざまな慢性疼痛症候群を引き起こす独特の細胞会話に特化した章が含まれます。
第 3 部では、微生物種間、微生物、植物、人間間のコミュニケーションを含む微生物コミュニケーションの世界について説明します。
第 4 部では、細胞小器官と、ミトコンドリアやタンパク質工場などの他の細胞区画との間のコミュニケーションを含む、細胞内対話について紹介します。さらに、パート 4 では、これらのコンパートメントにシグナルを送る分子について説明します。得られた結論は、これらのユビキタスな携帯電話での会話の影響を検討しています。

メディアのコメント

1. 知識の境界を広げるために購入しました。私たちが細胞について知っているのは、おそらく中学校の教科書に載っている細胞質や核などだけでしょう。小さな細胞同士もコミュニケーションできることが分かり、生命の秘密は本当に尽きません。

2. 著者は擬人化技術を使用して、細胞の魔法の世界を示します。通常、私たちは細胞の動きを見ることも、細胞の会話を聞くこともできませんが、著者はそれらをすべて見せてくれます。彼の説明はほとんど視覚的で、非常に詳細で、非常に鮮やかです。

3. 私の生物レベルは高校受験レベルですが、本の内容はほとんど理解できます

。 4. 個人の健康や生物学に興味がある人は、「細胞の秘密の言語」を読むとよいでしょう。この本には個人の健康に関する内容がたくさん出てきますが、これまでこれほどミクロなレベルで考えることは難しかったです。免疫系の問題、慢性痛、脳関連疾患などはすべて、細胞の観点から理解できます。

5. この本は、人間の生理機能における細胞コミュニケーションの重要性と、人間の健康と病気に対する微生物の影響を強調しています。私がもっと興味があるのは、T細胞に関する部分です。

6. 著者自身がわかりやすく書いたのか、訳者が頑張ったのかは分かりませんが、比較的ニッチな内容でも非常に読みやすいです。自然界ではどの生物に知性が存在するのでしょうか?私も今、この問題にとても興味を持っています。

7. この本は、人間の細胞がどのようにコミュニケーションし、機能し、最終的には死ぬかについての洞察を提供します。過去 2 年間に誰もが経験した現実により、私たちは人間の細胞や微生物など、私たちの周りの生物学的世界に注意を払うようになりました。それ自体は良い入門書です。

8. テーマはとても魅力的ですが、読みながらインターネットで関連情報を探したので、少しゆっくり読みました。この本はがん関連の内容について多くの紙面を使って論じており、まさに私が必要としている内容です。

9. この本は私にとって読みやすいものではありませんが、人体をもっと深く理解したいと思っています。 「細胞コミュニケーション科学の発展により、私たちは健康と病気を新しい視点から理解できるだけでなく、進化と意識についてもより深く理解できるようになります。この点において、この本は確かに科学的意義があると思います。」

10. この本に含まれる細胞プロセスの一部は非常に複雑ですが、著者はそれらを明確かつ生き生きと説明しており、読む価値があります。

オンライン試し読み

第1章
細胞 - あらゆることについてお互いに話し合う
第1章
細胞—細胞はあらゆることを話します!

携帯電話通信は本質的に複雑であり、無数の信号が同時に全方向に送信されます。何十億もの細胞の中から、1 つの細胞が迅速に複雑な決定を下して信号を送信し、他の多くの細胞にそれぞれの仕事を完了するように指示することで、私たちの体があらゆる種類の驚くべき方法で機能できるようにしています。
特定の種類の細胞 (血液細胞、腸細胞、皮膚細胞、がん細胞、脳細胞、微生物細胞など) が信号を使用して独自の生理学的機能を実行する方法については詳しく説明しません。この章では、細胞に関するほぼすべての会話に関係する 4 つの主要なトピックについて主に説明します。これは、かつて科学研究愛好家を困惑させた質問でもあります。前述の細胞対話を通じて、各細胞はサイズと寿命の点で達成する必要がある要件を決定し、毎日のスケジュールとそれぞれの位置を知り、体中のさまざまな組織の他の細胞と協力することができます。
個々の細胞がさまざまな重要なメカニズムを通じてこの章で説明されている情報を利用できることは明らかですが、これらのメカニズムに関する研究は始まったばかりであり、まだ探索すべきことがたくさんあります。高度なイメージング技術を使用して、細胞をこれまで以上に顕微鏡的に詳細に観察できるようになりましたが、細胞や組織内でシグナルとして機能する個々の小さな分子を見つけることは依然として非常に困難です。後続の章で説明するように、この本で取り上げるほとんどの細胞について、より詳細な情報を得ることができます。

適切なセル サイズを決定する
細胞が異なれば形状やサイズも異なりますが、特定の種類の細胞はサイズがほとんど変わらない傾向があります。たとえば、特定の神経回路に適合する特定のサイズと形状を備えた、少なくとも 1,000 種類のニューロンが存在します。他の臓器では、なぜ細胞が一定の大きさなのかはあまり明らかではありません。
細胞のサイズは、環境制御や他の細胞からの信号など、多くの要因の影響を受けます。一般的な代謝サイクルに関与する食物粒子や分子からのシグナルも、細胞サイズの変化を引き起こします。細胞も新しい環境では大きく成長します。たとえば、妊娠中は、より多くのインスリンを生成するために膵臓の細胞が大きくなります。しかし、これらの細胞が糖尿病の影響で死ぬと、そのサイズは変わりませんが、数は減少します。
妊娠中は肝細胞も肥大します。脂肪細胞が肥大化すると、細胞外マトリックスの変化を知らせます。免疫サイトカインシグナルがリンパ球とミクログリアにさまざまな機能を実行させるきっかけとなると、これらの細胞のサイズが変化します（リンパ球、ミクログリア、サイトカインへのシグナルについては次の章で説明します）。
同様に、臓器は細胞を特定のサイズに保つためにさまざまな技術を使用しますが、正確な技術はまだわかっていません。器官は、さまざまな環境要因の影響下であっても、新しい細胞がどのくらいの大きさであるべきかを知っています。幹細胞から生成される細胞は、幹細胞自体と同じサイズではありませんが、10倍大きい場合があります。ある人が他の人よりも大きい理由は、平均細胞サイズではなく細胞数によるものです。臓器は、急速な成長期であっても細胞を特定のサイズに保ちます。隣り合う 2 種類の膵臓細胞は異なるサイズのままですが、骨が成長するにつれて、骨細胞のサイズは 10 倍に増加します。
個々の細胞のサイズは、新しい細胞が多段階の生殖周期に達する時期によって異なります。
期間活動。細胞が誕生すると、一定の大きさの細胞のみが生殖周期の次の段階に進むことができます。たとえば、細胞は生殖周期のさまざまな時点でタンパク質の生産を測定します。これに基づいて、生成されるタンパク質の量が信号として機能し、小さな細胞に対し、サイズで「大軍」に追いつくためには、特定の段階に長期間留まらなければならないことを伝えます。この細胞サイズの増加は、通常、たとえば DNA 複製と DNA 二本鎖分離の段階の間の期間に発生します。
さらに、臓器は、分泌されたシグナル伝達分子をある細胞から別の細胞に送ることによって、細胞のサイズを変えることができます。これらのシグナル伝達分子は、シグナルを受け取る細胞上の受容体を活性化し、細胞の核にサイズを調整する必要があることを伝えます。このようなシグナル伝達分子には、細胞分裂を引き起こし、それによって細胞分裂を引き起こす免疫サイトカインや成長因子（通常はタンパク質またはホルモン）が含まれます。
サイズの小さい新しいセルを作成します。シグナル伝達分子の中には細胞増殖を促進するものもありますが、抑制効果を持つものもあります。上記の要因は臓器ごとに異なる影響を及ぼしますが、具体的な状況についてはまだ研究されていません。

細胞は自身の老化プロセスに影響を与える
細胞はまた、それ自身の老化プロセスに直接影響を与える可能性があります。細胞老化には、細胞が継続的に選択を行う多くの異なるステップが含まれます。さまざまな目的に応じて、異なる老化率を積極的に選択できます。たとえば、傷が治癒する過程で、重度の物理的瘢痕化を防ぐために、特定の細胞が急速に老化して死滅します。胚の発生および成人の器官の再生中、細胞は特定の構造（器官など）が発生段階にあることを考慮し、過剰な細胞数を避けるために老化プロセスを迅速に完了することを選択します。さらに、細胞は死んだ細胞の破片を適切に除去するために事前に計画を立てます。
細胞は、複製方法の調整など、老化プロセスを変化させるためにさまざまな遺伝経路を使用します。細胞は、テロメアとしても知られる DNA 分子の末端にある付属物を短くすることによって、より早く老化します。しかし、がん細胞はその逆のことを行い、付属器官を拡張し、それ自身に比べて不釣り合いに成長します。
細胞は付属器官を長くしたり短くしたりする酵素も生成しますが、新しい研究ではこの酵素のオンとオフを切り替える「スイッチ」が発見されました。この「スイッチ」は、複数の内部信号パスによってトリガーできます。これらの経路は損傷した DNA の修復に関連しており、細胞ストレスに関連するさまざまな代謝プロセス中に有害な酸素ベースの分子の生成を防ぎます。
細胞老化のその他の主な原因には、エネルギーやその他の重要な機能を提供する細胞サブコンパートメントであるミトコンドリアにおける、事前に計画された細胞自殺（プログラムされた細胞死）に関連するシグナル伝達経路が含まれます。細胞は、ウイルスに感染しすぎた細胞が蔓延する危険性がある場合など、細胞の生存を維持することが身体に有害となるさまざまな状況下で、プログラムされた死の経路を開始します。
がん細胞は、内部シグナルを利用することで、細胞自殺を刺激するミトコンドリア代謝経路から送られるトリガーを回避し、寿命を延ばすことができます。慢性的なストレス条件下では、まったく逆のことが起こります。つまり、細胞はミトコンドリアによって引き起こされる他の代謝経路を使用して自己破壊します。さらに、免疫シグナルは正常な細胞の自殺メカニズムを変化させることもあります。
細胞老化は、急性老化と慢性老化の2種類に分けられます。創傷治癒中および胚の発育中、急性老化は高度に制御されているため、細胞はその役割を完了した後に除去されます。生成された信号は、臓器全体を老化させるのではなく、組織の一部の特定の細胞集団を刺激して急速に死滅させます。これらのシグナルは、プログラムされた細胞自殺経路を引き起こす可能性があり、標的細胞は急速に老化して死滅します。このようにして、肝臓などの臓器の修復過程での過度の瘢痕化などの問題を回避できます。
慢性老化は、細胞が徐々に「死滅」するため、時間の経過とともに発生します。この老化はランダムであり、一般に「自然な」細胞の老化であると考えられています。たとえば、ニューロンが分裂せずに何百年も生き続けると、ランダムな DNA 損傷が徐々に蓄積され、最終的には免疫サイトカインのシグナル伝達と炎症によって損傷を受けます。細胞の老化により組織全体の機能が低下し、徐々に老化が進みます。そして、細胞が再生を停止すると、体全体が老化し、さまざまな問題が発生します。老化細胞は幹細胞ニッチを破壊し、細胞外マトリックスに損傷を与えます。細胞の機能不全は構造的損傷を引き起こし、老化細胞は有害な炎症の生成を刺激するだけでなく、他の細胞に老化を開始させるシグナルを送ります。ただし、細胞分裂シグナルによって老化プロセスが一時的にブロックされる可能性があります。しかし、最終的な結果は同じであり、さまざまなストレス要因が依然として状況を悪化させるでしょう。

細胞には独自の時間感覚がある
各細胞には生物時計とも呼ばれる独自の時計があり、各組織にも独自の内部時計があります。脳の中枢時計からの信号は、細胞や組織の時計と連携して、代謝や免疫反応などのさまざまな生理学的機能を調整します。
脳の中央時計は、昼夜のサイクル、身体活動、食事のサイクルの変化に合わせてリズムを調整し、個々の細胞も脳のリズムに一致します。個々の細胞の遺伝回路は、体内の他のリズムと同期する振動を生成します。脳はこれらの信号を使用して、環境に関連する特定の活動を調整し、計画します。脳の中央時計からすべての細胞時計に送られる信号は、食事や睡眠など、体全体の主要な活動を知らせます。
20億年前、豊富な太陽光に刺激されて細菌は単細胞時計を進化させた。細菌が光合成を通じて太陽光をエネルギーに変換できることに加えて、太陽光線は細菌の DNA にも損傷を与える可能性があります。一方、細胞の DNA 修復は主に明るい日光の下で行われます。微生物は、細胞時計を使用して、太陽が明るいときに DNA 修復を実行するために必要なリソースを事前に計画することができます。
細胞時計のメカニズムと信号は複雑で、まだ十分に研究されていません。最近の研究により、腸には 2 つの細胞の周期を調整するメカニズムがあることが判明しました。腸細胞の近くに住む有益な微生物は、左に 1 ミクロン、次に右に 1 ミクロン、次に 1 ミクロン戻るという一定のタイミングで移動します。さまざまな場所から行き来する信号を利用することで、微生物は近くの腸内を裏打ちする細胞とのリズミカルな同期を維持することができます。
単一細胞に時計機構がある根本的な理由は、相互作用する遺伝子がタイミングのフィードバック ループを構築するためです。時計遺伝子は人体の内部タイミングシステムの構成要素であり、RNA 分子とタンパク質分子によって刺激および阻害されます。 1 つの遺伝子がトリガーされると、タンパク質または RNA が生成され、それが回路内の 2 番目の遺伝子をトリガーします。 2 番目の遺伝子の産物は 3 番目の遺伝子を刺激し、以下同様に続きます。このプロセス全体が 24 時間続くサイクルを形成します。
本書の目的上、分子マーカーは全体を通して重要なシグナル伝達装置です。タンパク質に結合したタグは DNA を保護するために使用でき、細胞の時計回路の構成要素です。分子マーカーは特定の遺伝子をオンまたはオフにして、時計機能に関連する RNA およびタンパク質を生成します。すべての細胞は同じ基本的な遺伝的時計機構を持っていますが、それぞれの細胞や器官に固有のさまざまなRNAやタンパク質が、多様な時計機能を生み出すシグナル伝達分子です。全 RNA の少なくとも 10% は時計機構のマーカーや信号に関連しており、複数のレベルでの遺伝的調節が時計機構の動作サイクルに影響を与えます。たとえば、最近の研究では、細胞核内の DNA 分子の三次元構造を変化させることができる新しい形態の制御が発見されました。 DNA 分子の構造が変化すると、特定の遺伝子間の物理的近接性も変化します。特定の遺伝子を互いに近づけておくと、さまざまな時計機能を同期させるのに役立ちます。
時計のリズムはさまざまな要因の影響を受ける可能性があります。代謝サイクルに由来するシグナルは特定の RNA やタンパク質を変化させ、それによって時計遺伝子に影響を与えます。特定の臓器内のさまざまな化学物質も、さまざまな形で時計に影響を与えます。温度やその他の環境条件などの全体的な要因により、遺伝子の機能がさまざまな形で変化する可能性があります。個々のセルに固有のこれらの複雑なクロック信号の多くは、さらなる研究が待たれています。
組織が脳の中枢時計機構と同期できなくなると、病気が発生します。このことから、解決すべき問題が見えてきます。24 時間絶え間なく回転する今日の文化モデルは、私たちの長い進化の歴史の中で太陽光の変化に応じて確立した活動リズムを無視しています。体内時計機能には他にもさまざまな影響がありますが、まだよく理解されていません。たとえば、体内時計と反して機能する肝臓や膵臓の時計周期はまだわかっていませんし、がん細胞が特定の時間リズムにどのように反応して自身の増殖を促進するのかもわかっていません。

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