「副嗅覚系」の版間の差分

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　副嗅覚系は、受容器である鋤鼻器にはじまり、副嗅球を経て、扁桃体内側部に至り、さらに視床下部に到達する神経路である(図１)。

鋤鼻器は、1813年に[[wikipedia:Ludwig Lewin Jacobson|ヤコブソン]]により発見され、発見者にちなんで[[wikipedia:ja:ヤコブソン器官|ヤコブソンの器官]]~~ともよばれている~~<ref name=ref1><pubmed> 9915121 </pubmed></ref>。発見当初は、その働きは不明のままで、多くの研究者は分泌器官と思っていた。1970年代になって、鋤鼻器が脳とつながって[[感覚系]]神経路を形成していることがわかり、さらに[[フェロモン]]~~を受容することで注目を浴びた。特に、鋤鼻器の機能を解明する端緒となったのは，1975年に発表されたウイナスたちの実験である。彼らは雄~~[[ハムスター]]の鋤鼻器を壊して，[[性行動]]に影響を及ぼすことを見いだした<ref name=ref2><pubmed> 861723 </pubmed></ref>。

鋤鼻器は、1813年に[[wikipedia:Ludwig Lewin Jacobson|ヤコブソン]]により発見され、発見者にちなんで[[wikipedia:ja:ヤコブソン器官|ヤコブソンの器官]]とも呼ばれている<ref name=ref1><pubmed> 9915121 </pubmed></ref>。発見当初は、その働きは不明のままで、多くの研究者は分泌器官と思っていた。1970年代になって、鋤鼻器が脳とつながって[[感覚系]]神経路を形成していることがわかり、さらに[[フェロモン]]を受容することで注目を浴びた。特に、鋤鼻器の機能を解明する端緒となったのは，1977年に発表されたウイナンスたちの実験である。彼らは雄[[ハムスター]]の鋤鼻器を壊して，[[性行動]]に影響を及ぼすことを見いだした<ref name=ref2><pubmed> 861723 </pubmed></ref>。

　研究が進展するにつれて、嗅覚系のもう一つの系である[[主嗅覚系]]と機能が大きく異なることが明らかになった。すなわち、主嗅覚系は、受容器である嗅覚器内の[[嗅細胞]]がいわゆる一般の匂い物質を受容し、[[主嗅球]]､[[梨状皮質]]等[[大脳辺縁系]]の外側部が関わり、[[大脳皮質]]において匂い物質の[[知覚]]・[[認知]]がおこなわれ、匂いで餌を探したり外敵の危険から逃避することなどの役割を演じている。すなわち、個体自身の生存に重要な系である。

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　鼻腔内の鼻中隔腹側基部で[[wikipedia:ja:鋤骨|鋤骨]]に沿って前後に細長く､鼻中隔をはさんで左右対称に横たわる1対の器官である(図1)。鋤鼻器の前端は、鼻腔に直接あるいは[[wikipedia:ja:切歯管|切歯管]]（[[wikipedia:ja:鼻腔|鼻腔]]と[[wikipedia:ja:口腔|口腔]]を結ぶ管）に開口するなど種によって異なり（爬虫類のヘビなどでは口腔に開口する）、後端は後背方に伸びて鼻中隔基部の鼻腔を覆う粘膜に盲嚢として終わる。

　図2左はラットの鋤鼻器の横断面概略図である。内側に位置し細胞層の厚い感覚上皮と、外側に位置し細胞層が薄く、血管に接するように存在する非感覚上皮がはっきり区別され、両者により鋤鼻腔を形成している。感覚上皮がフェロモンを受容する鋤鼻受容細胞が存在する部位である。

　図2左はラットの鋤鼻器の横断面概略図である。内側（鼻中隔側）に位置し細胞層の厚い感覚上皮と、外側（鼻腔側）に位置し細胞層が薄く、血管に接するように存在する非感覚上皮がはっきり区別され、両者により鋤鼻腔を形成している。フェロモンを受容するじょび受容細胞は感覚上皮に存在する。

他に分泌腺（[[鋤鼻腺]]）と[[自律神経系]]の有髄線維（編集部コメント：自律神経の特に節後繊維は無髄のものが一般的ですが、この場合有髄で正しいかご確認ください）が存在する。自律神経は[[wikipedia:ja:血管|血管]]の脈動や分泌腺からの分泌を制御し、血管の周囲には[[wikipedia:ja:筋|筋]]組織があり、血管の収縮を制御する。[[wikipedia:ja:齧歯類|齧歯類]]などではこの血管がフェロモンを受容するのに重要な役割をしている。血管が脈動により拡大・縮小するのにともない鋤鼻腔も拡大・縮小を繰り返すといわれている。つまり、閉じた状態から拡大するときに鋤鼻腔内が陰圧になる（鋤鼻腔は毛管で尾端が閉じている）、この陰圧を利用して鋤鼻腔のなかにフェロモン物質が侵入しやすくしている。いわゆる“鋤鼻ポンプ”と呼ばれている現象で、興奮して血管の脈動がより激しくなるとフェロモンは鋤鼻腔に入りやすくなる。

他に分泌腺（[[鋤鼻腺]]）と[[自律神経系]]の有髄線維（編集部コメント：自律神経の特に節後繊維は無髄のものが一般的ですが、この場合有髄で正しいかご確認ください）が存在する。自律神経は[[wikipedia:ja:血管|血管]]の脈動や分泌腺からの分泌を制御し、血管の周囲には[[wikipedia:ja:筋|筋]]組織があり、血管の収縮を制御する。[[wikipedia:ja:齧歯類|齧歯類]]などではこの血管がフェロモンを受容するのに重要な役割をしている。血管が脈動により拡大・縮小するのにともない鋤鼻腔も拡大・縮小を繰り返すといわれている。つまり、閉じた状態から拡大するときに鋤鼻腔内が陰圧になる（鋤鼻腔は盲管で尾端が閉じている）、この陰圧を利用して鋤鼻腔の中にフェロモン物質が侵入しやすくしている。いわゆる“鋤鼻ポンプ”と呼ばれている現象で、興奮して血管の脈動がより激しくなるとフェロモンは鋤鼻腔に入りやすくなる。

=== 鋤鼻受容細胞 ===

　感覚上皮内のフェロモンを受容する細胞である[[鋤鼻受容細胞]]の形態は双極型を示している(図2右)。一方の突起は上皮の表面に達し、鋤鼻腔にむかって数十から数百本にもおよぶ[[wikipedia:ja:微絨毛|微絨毛]]を発している(図3)。[[細胞体]]からは[[軸索]]が基底部にむかって伸び、さらに[[基底膜]]を貫いて、上皮組織に接している支持組織の粘膜固有層で、束を形成し副嗅球に向かう。この束を形成する軸索を[[鋤鼻神経]]とよぶ。感覚上皮内には他に支持細胞が存在する。名前の通り鋤鼻受容細胞を取り囲むことで構造を保持している。感覚上皮表面は、鋤鼻受容細胞と支持細胞から突出する微絨毛に覆われている。

　[[電子顕微鏡]]で観察すると、両者の微絨毛には形態的に差があることがわかった。鋤鼻受容細胞のものは、細くて短く表面から放射状に突出している。一方、支持細胞のものは、太くて長く表面から垂直に突出しており、先端は多少太くなり、表面が毛羽立っている。鋤鼻腔に侵入したフェロモンは鋤鼻受容細胞の微絨毛上に存在する[[受容体]]に結合する。動物の種によって微絨毛の数量はさまざまである。細胞当たりの数の多少がフェロモン受容能を表していると考えられる。鋤鼻腔に面した微絨毛の基部に[[中心体]]と呼ばれる構造があり、微絨毛の形成に関わっていると言われている。また、細胞体から鋤鼻腔に向かって伸びる突起内には、[[微小管]]が縦列している。ニューロンの樹状突起によく似ている。

　両者の微絨毛には形態的に差がある。鋤鼻受容細胞のものは、細くて短く表面から放射状に突出している。一方、支持細胞のものは、太くて長く表面から垂直に突出しており、先端は多少太くなり、表面がけば立っている。鋤鼻腔に侵入したフェロモンは鋤鼻受容細胞の微絨毛上に存在する[[受容体]]に結合する。動物の種によって微絨毛の数量はさまざまである。細胞当たりの数の多少がフェロモン受容能を表していると考えられる。鋤鼻腔に面した微絨毛の基部に[[中心体]]と呼ばれる構造があり、微絨毛の形成に関わっていると言われている。また、細胞体から鋤鼻腔に向かって伸びる突起内には、[[微小管]]が縦列している。ニューロンの樹状突起によく似ている。

　また、細胞体には、[[滑面小胞体]]が多量に分布しており、[[カルシウム]]の貯蔵庫としての役割を有している。これらの特徴以外、[[ミトコンドリア]]、[[ゴルジ装置]]、[[粗面小胞体]]、[[リボゾーム]]、[[リソゾーム]]など多くの[[細胞内小器官]]が見いだされる。鋤鼻腔直下では、支持細胞との間で、上皮組織の特徴である[[接着複合体]]が築かれている。

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　さて、鋤鼻器の形態や機能がかなり明らかになった。しかしその基となっている動物はほとんどが実験室で飼育されている齧歯類の[[ラット]]や[[マウス]]のものである。他の哺乳類もネズミと同じなのか？

~~我々の研究で明らかになったのは、一般の哺乳類の鋤鼻器はラットやマウスの齧歯類のものと大変に異なることである~~<ref name=ref3>'''Ichikawa M, Shin T, Kang MS''' Fine structure of vomronasal sensory epithelium of Korean goat. ''Reproduction Decelopment:'' 1999, 45; 81-89</ref>。よく調べられている[[ヤギ]]を例に述べる。ラットやマウスと比べて、ヤギでは細い血管がいくつも散在しており、鋤鼻腔が拡大している。この特徴から、まず想像できるのは、ヤギに鋤鼻ポンプ機能はないということである。盲管構造はおなじなので、他の生理機能でフェロモンを取り込んでいると想像される。[[ウマ]]・[[ヒツジ]]・ヤギなどに特徴的に現れる[[wikipedia:ja:フレーメン|フレーメン]]~~がこの機能を担っているという説がある。ウマ・ヒツジの鋤鼻器もヤギとほとんど同じ形態である。~~

我々の研究で明らかになったのは、他の哺乳類の鋤鼻器はラットやマウスの齧歯類のものと大変に異なることである<ref name=ref3>'''Ichikawa M, Shin T, Kang MS''' Fine structure of vomronasal sensory epithelium of Korean goat. ''Reproduction Decelopment:'' 1999, 45; 81-89</ref>。よく調べられている[[ヤギ]]を例に述べる。ラットやマウスと比べて、ヤギでは細い血管がいくつも散在しており、鋤鼻腔が拡大している。この特徴から、まず想像できるのは、ヤギに鋤鼻ポンプ機能はないということである。盲管構造は同じなので、他の生理機能でフェロモンを取り込んでいると想像される。ウマ・ヒツジの鋤鼻器もヤギとほとんど同じ形態である。[[ウマ]]・[[ヒツジ]]・ヤギなどに特徴的に現れる[[wikipedia:ja:フレーメン|フレーメン]]がこの機能を担っているという説がある。

　ラット・マウスの感覚上皮は鋤鼻受容細胞が何重にもなって存在しているのにくらべて、ヤギでは、その数が少ない。従って感覚上皮の厚さが薄く、非感覚上皮との区別がつけにくい。しかしながら、一つ一つの細胞の形態には両者の間では大きな差はなく、ヤギの鋤鼻受容細胞も双極型をしており鋤鼻腔に接した面にたくさんの微絨毛を持っている。

~~いろんな哺乳類で鋤鼻器をしらべた結果、ほとんどの哺乳類（~~[[ウシ]]：[[偶蹄目]]、ウマ：[[奇蹄目]]、イヌ・ネコ：[[食肉目]]、[[コウモリ]]：[[翼手目]]、[[スンクス]]：[[食虫目]]、[[マーモセット]]：[[霊長目]]）はヤギのものと似ていた<ref name=ref4>'''瀧上周、森裕司、市川眞澄''' 哺乳類のフェロモン受容・情報処理機構に関する比較形態学的研究 ''日本味と匂学会誌'' 2002, 9; 3-17</ref>。これまで、鋤鼻器の形態は実験動物のラット・マウスで調べられていた。したがって、鋤鼻器はラット・マウスのものが一般的だと思われていたが、逆にこれらが特殊であることが明らかになった。

いろんな哺乳類で鋤鼻器を調べた結果、ほとんどの哺乳類（[[ウシ]]：[[偶蹄目]]、ウマ：[[奇蹄目]]、イヌ・ネコ：[[食肉目]]、[[コウモリ]]：[[翼手目]]、[[スンクス]]：[[食虫目]]、[[マーモセット]]：[[霊長目]]）はヤギのものと似ていた<ref name=ref4>'''瀧上周、森裕司、市川眞澄''' 哺乳類のフェロモン受容・情報処理機構に関する比較形態学的研究 ''日本味と匂学会誌'' 2002, 9; 3-17</ref>。これまで、鋤鼻器の形態は実験動物のラット・マウスで調べられていた。したがって、鋤鼻器はラット・マウスのものが一般的だと思われていたが、逆にこれらが特殊であることが明らかになった。

フェロモン受容体についても調べられており、ヤギの鋤鼻器には、V1R-Gi2型鋤鼻受容細胞のみが存在し、V2R-Go型鋤鼻受容細胞はみつからない<ref name=ref5><pubmed> 11923183 </pubmed></ref>。また、鋤鼻器の形態がヤギ型の上記、ウシ、ウマ、イヌ・ネコ、コウモリ、スンクス、マーモセットの鋤鼻器でもヤギ同様で、Gタンパク質もGi2型のみで、Go型の鋤鼻受容細胞は存在しない<ref name=ref6><pubmed> 15150143 </pubmed></ref>。

80行目:

　鋤鼻器に存在する鋤鼻受容細胞が投射する副嗅球は大脳皮質や[[小脳皮質]]と同様層構造を示す。また、存在する主なニューロンは3種類である。

==== 層構造 ====

　図5左はラット脳の矢状断組織像の嗅球部位を示す。嗅覚器からの軸索が投射する主嗅球および鋤鼻器から軸索が投射する副嗅球の位置がわかる。図5中央の副嗅球組織像で表層からやや白く見える部分、ここは鋤鼻受容細胞の軸索が副嗅球に侵入して、表面を走行している部位である。鋤鼻受容細胞の軸索を鋤鼻神経と呼ぶことから、この層を鋤鼻神経層と呼ぶ。

　図5左はラット脳の矢状断組織像の嗅球部位を示す。嗅覚器からの軸索が投射する主嗅球（MOB）の後背側にじょび器から軸索が投射する副嗅球（AOB）が位置する。図5中央の副嗅球組織像で表層からやや白く見える部分、ここは鋤鼻受容細胞の軸索が副嗅球に侵入して、表面を走行している部位である。鋤鼻受容細胞の軸索を鋤鼻神経と呼ぶことから、この層を鋤鼻神経層と呼ぶ。

　鋤鼻受容細胞からの情報をうけ、さらに高次中枢にその情報を送る投射ニューロンとしての役目をする比較的大型の[[僧帽房飾細胞]]は、表面から比較的深い3番目の層に存在する。この層を、局在するニューロンの名前から僧帽房飾細胞層と呼ぶ。鋤鼻受容細胞から僧帽房飾細胞の樹状突起が情報を受けるため[[シナプス]]を形成する部位が[[糸球体]]（glomerulus）と呼ばれる構造で、鋤鼻神経層と僧帽房飾細胞層の間にあり、この部分を[[糸球体層]]と呼ぶ。僧帽房飾細胞はさらに高次の中枢に軸索を送るとともに、自身の樹状突起と顆粒細胞の樹状突起との間でシナプスを形成する（図5右）。顆粒細胞は小型で[[介在ニューロン]]としての役目をする。細胞体はもっとも深い位置にあり、この部位を[[顆粒細胞層]]と呼ぶ。

==== 相反性シナプス ====

　僧帽房飾細胞の樹状突起と顆粒細胞の樹状突起の間のシナプスは、[[相反性シナプス]]（reciprocal synapse）とよばれ大変ユニークなシナプスである。主嗅球の僧房細胞と顆粒細胞のあいだでも見いだされているが、おそらく、主嗅球および副嗅球以外で、脳の中ではほとんど観察されない（[[眼球]]の[[網膜]]の中に似たものが見つけられている）。この相反性シナプスは、僧帽房飾細胞の樹状突起から顆粒細胞樹状突起の方向性を有し[[グルタミン酸]]を伝達物質とする[[興奮性シナプス]]と顆粒細胞から僧帽房飾細胞への方向性を有し[[GABA]]を伝達物質とする[[抑制性シナプス]]が隣接して存在している(図6)。一般のシナプスが軸索と樹状突起の間で形成されるのと異なり、樹状突起間に形成されること、また興奮性と抑制性シナプスが同一突起内で相反する方向に隣接して形成されることが特徴である。鋤鼻神経からの興奮入力を受けて、僧帽房飾細胞の樹状突起に興奮が生じた際に、その興奮は相反性シナプスのうち興奮性シナプスを介して顆粒細胞樹状突起に伝えられる。顆粒細胞樹状突起が興奮すると、相反性シナプスの抑制性シナプスを介して僧帽房飾細胞樹状突起を抑制することになる。このように相反性シナプスは自らの興奮を細胞体に伝達する前に樹状突起内で抑制することにより、「[[フィードバック機能]]」をより効率的に働かすためのシナプスと考えられている。

　僧帽房飾細胞の樹状突起と顆粒細胞の樹状突起の間のシナプスは、[[相反性シナプス]]（reciprocal synapse）と呼ばれ大変ユニークなシナプスである。主嗅球の僧房細胞と顆粒細胞の間でも見いだされているが、おそらく、主嗅球および副嗅球以外で、脳の中ではほとんど観察されない（[[眼球]]の[[網膜]]の中に似たものが見つけられている）。この相反性シナプスは、僧帽房飾細胞の樹状突起から顆粒細胞樹状突起の方向性を有し[[グルタミン酸]]を伝達物質とする[[興奮性シナプス]]と顆粒細胞から僧帽房飾細胞への方向性を有し[[GABA]]を伝達物質とする[[抑制性シナプス]]が隣接して存在している(図6)。一般のシナプスが軸索と樹状突起の間で形成されるのと異なり、樹状突起間に形成されること、また興奮性と抑制性シナプスが同一突起内で相反する方向に隣接して形成されることが特徴である。鋤鼻神経からの興奮入力を受けて、僧帽房飾細胞の樹状突起に興奮が生じた際に、その興奮は相反性シナプスのうち興奮性シナプスを介して顆粒細胞樹状突起に伝えられる。顆粒細胞樹状突起が興奮すると、相反性シナプスの抑制性シナプスを介して僧帽房飾細胞樹状突起を抑制することになる。このように相反性シナプスは自らの興奮を細胞体に伝達する前に樹状突起内で抑制することにより、「[[フィードバック機能]]」をより効率的に働かすためのシナプスと考えられている。

　顆粒細胞はユニークなニューロンとして知られている。いわゆる抑制性の介在ニューロンなのだが、軸索を持たないニューロンである。軸索がないかわりに、樹状突起が軸索の役割を演じてシナプスを形成している。この結果、樹状突起間のシナプスである相反性シナプスが形作られているのである。

95行目:

=== 扁桃体内側部 ===

　副嗅球からの線維は扁桃体の内側部に投射する。扁桃体は、[[情動]]~~に関わる場所としてよく知られている。そのなかで内側部位の~~[[扁桃体|内側核]]と[[扁桃体|後内側核]]が副嗅覚系の機能に関わる。

　副嗅球からの線維は扁桃体の内側部に投射する。扁桃体は、[[情動]]に関わる場所としてよく知られている。その中で内側部位の[[扁桃体|内側核]]と[[扁桃体|後内側核]]が副嗅覚系の機能に関わる。

　扁桃体内側核では、副嗅球からの入力線維は表層に終止する(図7)。この表層で、深層にある内側核ニューロンの樹状突起が副嗅球からの線維とシナプスを形成する。内側核は、副嗅球以外に、扁桃体の他の部位および視床下部からの線維を受けている。この線維は、表層以外に終止する。いずれにしても、扁桃体内側部において、フェロモン情報は、様々な脳部位からの影響を受けることになる。このように、扁桃体内側核はフェロモン情報にとって、重要な調節機能を演じていると想像されるが、現在までのところ殆ど研究は進んでいない。

106行目:

東京大学農学部の森らの研究により、視床下部には[[生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン]] ([[gonadtropin releasing hormone]]：[[GnRH]]) [[パルスジェネレーター]]と呼ばれる場所があるといわれ、この部位にフェロモン受容のシグナルが伝達されると，此処に局在するニューロン活動が上昇し、この影響で視床下部からのGnRHおよび下垂体からの[[黄体ホルモン]]（[[lutenizing hormone]]：[[LH]]) のパルス状分泌の亢進というカスケードを経て，最終的には[[wikipedia:ja:卵巣|卵巣]]からの[[wikipedia:ja:排卵|排卵]]が誘起されることが知られている<ref name=ref7><pubmed> 24583018 </pubmed></ref>。

~~最近、~~[[キスペプチン]]を含有するニューロンが、GnRHニューロンを制御するとの報告がある<ref name=ref8><pubmed> 24260530 </pubmed></ref>。さらに、このキスペプチンニューロンに扁桃体内側部からの線維が終止しているのではないかとの推測がなされ、にわかにフェロモン関わる系の最高中枢としての視床下部の役割が注目を浴びている。

[[キスペプチン]]を含有するニューロンが、GnRHニューロンを制御するとの報告がある<ref name=ref8><pubmed> 24260530 </pubmed></ref>。さらに、このキスペプチンニューロンに扁桃体内側部からの線維が終止しているのではないかとの推測がなされ、にわかにフェロモン関わる系の最高中枢としての視床下部の役割が注目を浴びている。

==まとめ==

「副嗅覚系」の版間の差分

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