前駆細胞（Progenitor cell）は、幹細胞から発生し体を構成する最終分化細胞へと分化する能力を持つ細胞です。幹細胞が未分化状態であるのに対し、前駆細胞は既に分化の方向性が決定されており、限定的な増殖能力を持っています。
前駆細胞の特徴として以下の点が挙げられます。
興味深いことに、前駆細胞は自己複製能に制限がかかっているため、幹細胞と比べて自己複製能の制限が緩い成体幹細胞とは明確に区別されます。この特性により、前駆細胞は傷ついた細胞や古くなった細胞を迅速に交換する役割を果たしています。
前駆細胞の分化過程において、細胞周期制御は極めて重要な役割を果たします。特に、破骨細胞前駆細胞では、前駆細胞のM期（分裂期）に始まる破骨細胞分化が報告されており、増殖と分化の切り換え点における細胞周期逸脱機構が注目されています。
細胞周期制御の重要なポイント。
心筋前駆細胞分化においても、細胞周期制御の可視化技術が開発されており、これらの研究により分化メカニズムの理解が深まっています。
前駆細胞の分化は複雑な分子シグナル経路によって制御されています。歯周靭帯由来血管内皮前駆細胞の研究では、上皮成長因子（EGF）がMEK/ERKシグナルやJNKシグナルを介して増殖能と遊走能を促進し、筋線維芽細胞分化を抑制することが明らかになっています。
主要なシグナル経路には以下があります。
TGF-βによる制御では、Smadとp38 MAPK経路を介した増殖抑制ならびに平滑筋細胞分化誘導が観察されており、これらの知見は血管再生療法において重要な指標となります。
前駆細胞の分化において、エピジェネティック制御は極めて重要な役割を果たします。間葉系幹細胞および前駆脂肪細胞の研究では、ヒストンH3のLys4およびLys9にトリメチル化修飾を持つ特異的なクロマチン構造が形成されることが明らかになっています。
エピジェネティック制御の特徴。
前駆脂肪細胞では、脂肪を蓄える遺伝子の働きが抑えられており、ゲノムの塩基配列は同じでも遺伝子の働きがそれぞれの細胞で異なることが特徴的です。このような発見は肥満治療や代謝疾患への新たなアプローチを示唆しています。
前駆細胞の分化は単独では完了せず、周囲の細胞との相互作用が重要な役割を果たします。破骨前駆細胞間の融合では「膜ナノチューブ」という構造が関与し、破骨細胞分化制御の新しい局面を示しています。
異細胞間相互作用の要素。
軟骨前駆細胞のスフェロイド培養研究では、三次元培養環境が肥大化軟骨細胞分化を誘導することが示されており、培養環境の重要性が確認されています。これは組織工学における足場材料設計に重要な示唆を与えています。
造血システムにおいては、多能性造血前駆細胞からリンパ球までの分化を支持する特異的なニッチが骨髄内に存在し、CXCL12の受容体を介した環境シグナルが分化方向を決定しています。
前駆細胞の基本的な理解と幹細胞との違いについて詳しく解説された参考資料
ヒトの共通単球前駆細胞の同定と分化経路に関する最新研究成果