脳科学辞典 - 利用者の投稿記録 [ja]

Eph受容体

2012-06-25T09:08:20Z

Tadashinomura:

{{DISPLAYTITLE:Erythropoietin-producing hepatocellular (Eph) receptor }}
{{Pfam_box
| Symbol = Ephrin_lbd
| Name = Ephrin receptor ligand binding domain
| image = PDB_1kgy_EBI.jpg
| width =
| caption = Crystal Structure of the EphB2-ephrinB2 complex base on {{PDB2|1kgy}}
| Pfam= PF01404
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| TCDB =
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{{PDB3|1kgy}}B:28-205 {{PDB3|1nuk}}A:28-205 {{PDB3|1shw}}B:28-205
}}

　膜貫通型の[[受容体型チロシンキナーゼ]]の１種であり、[[エフリン]] (ephrin) と呼ばれる[[細胞膜]]に存在する[[リガンド]]と結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。Eph受容体-エフリンのシグナルは細胞増殖、細胞移動、[[神経軸索ガイダンス]]、[[シナプス可塑性]]といった様々な現象に関与しており、[[wikipedia:JA:脊椎動物|脊椎動物]]および[[wikipedia:JA:無脊椎動物|無脊椎動物]]の[[中枢神経系]]の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

[[Image:Structure of Eph receptors.jpg|thumb|300px|'''図　Eph受容体のタンパク構造の模式図''' Eph受容体とephrinリガンドの構造]]

== 名称の由来 ==

　Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である<ref><pubmed>2825356</pubmed></ref>。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された<ref><pubmed>9267020</pubmed></ref>。

==構造とサブファミリー ==
　Eph受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphBの２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphAサブクラスは現在10種類 (EphA1-10)、EphBサブクラスは６種類同定されている (EphB1-6)。EphA、EphBはそれぞれエフリンAとエフリンBと呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年EphA4およびEphB2がそれぞれephrin-B3、ephrin-A5と結合することも報告されている<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref>。EphA、EphBサブクラスともに共通して、細胞外領域にグロビュラードメイン、フィブロネクチンタイプIIIリピート、細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、[[wikipedia:JA:SAMドメイン|SAMドメイン]]、 [[PDZ]]結合モチーフを有している。

== 細胞内シグナル==

　Eph受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置する[[wikipedia:JA:チロシン|チロシン]]と[[wikipedia:JA:セリン|セリン]]が[[wikipedia:JA:リン酸化|リン酸化]]され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に[[Ras]]/[[Rho]]ファミリーの[[低分子量Gタンパク質]]を介したシグナルは、[[アクチン]]フィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や[[接着]]性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうしたEph受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル (reverse signal) と呼んでいる<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref><ref><pubmed>9233798</pubmed></ref><ref><pubmed>10508149</pubmed></ref>。

== 中枢神経系における機能 ==

　中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、[[シナプス形成]]の制御や[[神経幹細胞]]の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

*中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドが[[ロンボメア]]と呼ばれる[[後脳胞]]の[[分節構造]]に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する[[神経堤細胞]]の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している<ref><pubmed>11972963</pubmed></ref>。

* 胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の[[神経上皮細胞]]（[[神経前駆細胞]]）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している<ref><pubmed>19542359</pubmed></ref>。また胎生期の[[大脳皮質原基]]において、EphA7とephrin-A5を介したシグナルは細胞死を亢進させる<ref><pubmed>15902206</pubmed></ref>。

* 神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、[[視神経]]や[[聴神経]]、[[前交連]]、[[脳梁]]、[[中脳被蓋]]から[[線条体]]への線維投射、[[視床皮質路]]、[[皮質脊髄路]]といった様々な[[神経軸索]]の伸張と経路選択、[[標的]]領域への[[投射]]を制御している。[[軸索ガイダンス]]においては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる[[接触依存性]]の[[反発因子]]として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射([[トポグラフィックマップ]])の形成に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>9321682</pubmed></ref>。

* シナプス形成と可塑性制御 [[樹状突起]]の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特にephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが[[海馬]]神経細胞の[[スパイン]]の成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>14691139</pubmed></ref><ref><pubmed>11580887</pubmed></ref>。

* 成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞と[[ニッチ細胞]]にも発現している。成体[[側脳室]]壁では、EphA7受容体が[[上衣細胞]]に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している<ref><pubmed>15713841</pubmed></ref>。また[[アストロサイト]]および移動中の[[ニューロブラスト]]に発現しているEphB受容体およびephrin-Bが、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している<ref><pubmed>11036265</pubmed></ref> 。さらに成体[[海馬]][[歯状回]]においては、神経前駆細胞に発現するEphB1およびEphB2が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている<ref><pubmed>18057206</pubmed></ref>。

==関連項目==

*[[受容体型チロシンキナーゼ]]
*[[エフリン]]

== 参考文献 ==

<references />

(執筆担当者：野村　真　編集担当者：大隅典子）

Eph受容体

2012-06-25T09:06:18Z

Tadashinomura:

{{DISPLAYTITLE:Erythropoietin-producing hepatocellular (Eph) receptor }}
{{Pfam_box
| Symbol = Ephrin_lbd
| Name = Ephrin receptor ligand binding domain
| image = PDB_1kgy_EBI.jpg
| width =
| caption = Crystal Structure of the EphB2-ephrinB2 complex base on {{PDB2|1kgy}}
| Pfam= PF01404
| InterPro= IPR001090
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| Prosite =
| SCOP = 1nuk
| TCDB =
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| PDB=
{{PDB3|1kgy}}B:28-205 {{PDB3|1nuk}}A:28-205 {{PDB3|1shw}}B:28-205
}}

　膜貫通型の[[受容体型チロシンキナーゼ]]の１種であり、[[エフリン]] (ephrin) と呼ばれる[[細胞膜]]に存在する[[リガンド]]と結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。Eph受容体-エフリンのシグナルは細胞増殖、細胞移動、[[神経軸索ガイダンス]]、[[シナプス可塑性]]といった様々な現象に関与しており、[[wikipedia:JA:脊椎動物|脊椎動物]]および[[wikipedia:JA:無脊椎動物|無脊椎動物]]の[[中枢神経系]]の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

[[Image:Structure of Eph receptors.jpg|thumb|300px|'''図　Eph受容体のタンパク構造の模式図''' Eph受容体とephrinリガンドの構造]]

== 名称の由来 ==

　Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である<ref><pubmed>2825356</pubmed></ref>。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された<ref><pubmed>9267020</pubmed></ref>。

==構造とサブファミリー ==
　Eph受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphBの２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphAサブクラスは現在10種類 (EphA1-10)、EphBサブクラスは６種類同定されている (EphB1-6)。EphA、EphBはそれぞれエフリンAとエフリンBと呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年EphA4およびEphB2がそれぞれephrin-B3、ephrin-A5と結合することも報告されている<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref>。EphA、EphBサブクラスともに共通して、細胞外領域にグロビュラードメイン、フィブロネクチンタイプIIIリピート、細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、[[wikipedia:JA:SAMドメイン|SAMドメイン]]、 [[PDZ]]結合モチーフを有している。

== 細胞内シグナル==

　Eph受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置する[[wikipedia:JA:チロシン|チロシン]]と[[wikipedia:JA:セリン|セリン]]が[[wikipedia:JA:リン酸化|リン酸化]]され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に[[Ras]]/[[Rho]]ファミリーの[[低分子量Gタンパク質]]を介したシグナルは、[[アクチン]]フィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や[[接着]]性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうしたEph受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル (reverse signal) と呼んでいる<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref><ref><pubmed>9233798</pubmed></ref><ref><pubmed>10508149</pubmed></ref>。

== 中枢神経系における機能 ==

　中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、[[シナプス形成]]の制御や[[神経幹細胞]]の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

*中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドが[[ロンボメア]]と呼ばれる[[後脳胞]]の[[分節構造]]に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する[[神経堤細胞]]の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している<ref><pubmed>11972963</pubmed></ref>。

* 胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の[[神経上皮細胞]]（[[神経前駆細胞]]）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している<ref><pubmed>19542359</pubmed></ref>。また胎生期の[[大脳皮質原基]]において、EphA7とephrin-A5を介したシグナルは細胞死を亢進させる<ref><pubmed>15902206</pubmed></ref>。

* 神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、[[視神経]]や[[聴神経]]、[[前交連]]、[[脳梁]]、[[中脳被蓋]]から[[線条体]]への線維投射、[[視床皮質路]]、[[皮質脊髄路]]といった様々な[[神経軸索]]の伸張と経路選択、[[標的]]領域への[[投射]]を制御している。[[軸索ガイダンス]]においては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる[[接触依存性]]の[[反発因子]]として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射([[トポグラフィックマップ]])の形成に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>9321682</pubmed></ref>。

* シナプス形成と可塑性制御 [[樹状突起]]の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特にephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが[[海馬]]神経細胞の[[スパイン]]の成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>14691139</pubmed></ref><ref><pubmed>11580887</pubmed></ref>。

* 成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞と[[ニッチ細胞]]にも発現している。成体[[側脳室]]壁では、EphA7受容体が[[上衣細胞]]に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している<ref><pubmed>15713841</pubmed></ref>。また[[アストロサイト]]および移動中の[[ニューロブラスト]]に発現しているEphB受容体およびephrin-Bが、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している<ref><pubmed>11036265</pubmed></ref> 。さらに成体[[海馬]][[歯状回]]においては、神経前駆細胞に発現するEphB1およびEphB2が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている<ref><pubmed>18057206</pubmed></ref>。

==関連項目==

*[[エフリン]]

== 参考文献 ==

<references />

(執筆担当者：野村　真　編集担当者：大隅典子）

Eph受容体

2012-06-25T09:05:27Z

Tadashinomura:

{{DISPLAYTITLE:Erythropoietin-producing hepatocellular (Eph) receptor }}
{{Pfam_box
| Symbol = Ephrin_lbd
| Name = Ephrin receptor ligand binding domain
| image = PDB_1kgy_EBI.jpg
| width =
| caption = Crystal Structure of the EphB2-ephrinB2 complex base on {{PDB2|1kgy}}
| Pfam= PF01404
| InterPro= IPR001090
| SMART=
| Prosite =
| SCOP = 1nuk
| TCDB =
| OPM family=
| OPM protein=
| CDD = cd10319
| PDB=
{{PDB3|1kgy}}B:28-205 {{PDB3|1nuk}}A:28-205 {{PDB3|1shw}}B:28-205
}}

　膜貫通型の[[受容体型チロシンキナーゼ]]の１種であり、[[エフリン]] (ephrin) と呼ばれる[[細胞膜]]に存在する[[リガンド]]と結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。Eph受容体-エフリンのシグナルは細胞増殖、細胞移動、[[神経軸索ガイダンス]]、[[シナプス可塑性]]といった様々な現象に関与しており、[[wikipedia:JA:脊椎動物|脊椎動物]]および[[wikipedia:JA:無脊椎動物|無脊椎動物]]の[[中枢神経系]]の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

[[Image:Structure of Eph receptors.jpg|thumb|300px|'''図　Eph受容体のタンパク構造の模式図''' Eph受容体とephrinリガンドの構造]]

== 名称の由来 ==

　Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である<ref><pubmed>2825356</pubmed></ref>。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された<ref><pubmed>9267020</pubmed></ref>。

==構造とサブファミリー ==
　Eph受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphBの２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphAサブクラスは現在10種類 (EphA1-10)、EphBサブクラスは６種類同定されている (EphB1-6)。EphA、EphBはそれぞれエフリンAとエフリンBと呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年EphA4およびEphB2がそれぞれephrin-B3、ephrin-A5と結合することも報告されている<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref>。EphA、EphBともに共通して、細胞外領域にグロビュラードメイン、フィブロネクチンタイプIIIドメイン、細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、[[wikipedia:JA:SAMドメイン|SAMドメイン]]、 [[PDZ]]結合モチーフを有している。

== 細胞内シグナル==

　Eph受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置する[[wikipedia:JA:チロシン|チロシン]]と[[wikipedia:JA:セリン|セリン]]が[[wikipedia:JA:リン酸化|リン酸化]]され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に[[Ras]]/[[Rho]]ファミリーの[[低分子量Gタンパク質]]を介したシグナルは、[[アクチン]]フィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や[[接着]]性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうしたEph受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル (reverse signal) と呼んでいる<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref><ref><pubmed>9233798</pubmed></ref><ref><pubmed>10508149</pubmed></ref>。

== 中枢神経系における機能 ==

　中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、[[シナプス形成]]の制御や[[神経幹細胞]]の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

*中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドが[[ロンボメア]]と呼ばれる[[後脳胞]]の[[分節構造]]に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する[[神経堤細胞]]の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している<ref><pubmed>11972963</pubmed></ref>。

* 胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の[[神経上皮細胞]]（[[神経前駆細胞]]）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している<ref><pubmed>19542359</pubmed></ref>。また胎生期の[[大脳皮質原基]]において、EphA7とephrin-A5を介したシグナルは細胞死を亢進させる<ref><pubmed>15902206</pubmed></ref>。

* 神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、[[視神経]]や[[聴神経]]、[[前交連]]、[[脳梁]]、[[中脳被蓋]]から[[線条体]]への線維投射、[[視床皮質路]]、[[皮質脊髄路]]といった様々な[[神経軸索]]の伸張と経路選択、[[標的]]領域への[[投射]]を制御している。[[軸索ガイダンス]]においては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる[[接触依存性]]の[[反発因子]]として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射([[トポグラフィックマップ]])の形成に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>9321682</pubmed></ref>。

* シナプス形成と可塑性制御 [[樹状突起]]の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特にephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが[[海馬]]神経細胞の[[スパイン]]の成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>14691139</pubmed></ref><ref><pubmed>11580887</pubmed></ref>。

* 成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞と[[ニッチ細胞]]にも発現している。成体[[側脳室]]壁では、EphA7受容体が[[上衣細胞]]に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している<ref><pubmed>15713841</pubmed></ref>。また[[アストロサイト]]および移動中の[[ニューロブラスト]]に発現しているEphB受容体およびephrin-Bが、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している<ref><pubmed>11036265</pubmed></ref> 。さらに成体[[海馬]][[歯状回]]においては、神経前駆細胞に発現するEphB1およびEphB2が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている<ref><pubmed>18057206</pubmed></ref>。

==関連項目==

*[[エフリン]]

== 参考文献 ==

<references />

(執筆担当者：野村　真　編集担当者：大隅典子）

カハール・レチウス細胞

2012-06-24T23:49:40Z

Tadashinomura:

英語名　 Cajal-Retzius Cells

　[[wikipedia:JA:胎生期|胎生期]]の[[wikipedia:JA:哺乳類|哺乳類]][[大脳皮質]]の[[辺縁層]]（第 I 層）に存在する[[神経細胞]]の一種。 [[軟膜]]面に対し放射状に広がった[[樹状突起]]と、水平方向に伸張した[[軸索]]を形態的特徴として持つ。大脳皮質神経細胞の移動と[[層形成]]に必須の分子である[[リーリン]] (reelin) を分泌する細胞として、大脳皮質の発生に極めて重要な役割を果たす。

[[Image:カハールレチウス細胞.jpg|thumb|300px|'''図　[[ゴルジ染色]]によるカハールレチウス細胞の形態''' 文献<ref name=ref1><pubmed>10600995</pubmed></ref>を基に筆者描画]]

== 歴史 ==

　19世紀末に[[wikipedia:JA:スウェーデン|スウェーデン]]の神経形態学者[[wikipedia:Gustaf Retzius|レチウス]](Gustaf Retzius)、[[wikipedia:JA:スペイン|スペイン]]の[[wikipedia:Ramon y Cajal|カハール]] (Ramon y Cajal)らにより、ヒト胎児および新生児大脳皮質辺縁層を構成する神経細胞として同定された。比較解剖学的知見により、同様の神経細胞は哺乳類大脳皮質に共通して存在することが明らかとなっている。レチウスとカハールの同定した細胞は厳密には同一ではないが、両者の細胞に共通した形態的特徴を持ち、特に後述するリーリンを発現する大脳皮質辺縁層の細胞群を一般的にカハールレチウス細胞と呼んでいる<ref name=ref1><pubmed>10600995</pubmed></ref>。

== 発生学的役割 ==

　細胞外分泌分子であるリーリンタンパク質を発現することにより、大脳皮質の神経細胞の移動と層構造の形成に重要な役割を果たす<ref><pubmed>7748558</pubmed></ref> <ref><pubmed>7715726</pubmed></ref>。実験的にカハールレチウス細胞を除去した[[wikipedia:JA:マウス|マウス]]では、大脳皮質の一部の領域で層特異的神経細胞の配置に異常が生じる<ref name=ref4><pubmed>16410414</pubmed></ref>。またカハールレチウス細胞は[[グルタミン酸受容体]]と[[GABA受容体]]の両方を発現している。特に、[[視床]]および[[介在神経細胞]]からの[[GABA]]を介した線維入力は、カハールレチウス細胞と他の第I層の神経細胞の同期的発火に重要な役割を果たす<ref><pubmed>12867512</pubmed></ref>。

== 発生学的起源と分化機構 ==

　カハールレチウス細胞は、胎生期[[大脳皮質原基]]において最も早く分化する神経細胞の１つである。その出現は一過的であり、生後の大脳皮質においては、[[細胞死]]によって数が著しく減少する。大脳皮質の発生初期において、カハールレチウス細胞は同時期に分化する他の神経細胞とともに、[[プレプレート]]と呼ばれる神経層を形成する。このプレプレートは、いわゆる皮質板を構成する神経細胞が侵入することによって、カハールレチウス細胞を含む辺縁層と[[サブプレート]]の２つの層に分かれる<ref><pubmed>9498301</pubmed></ref>。カハールレチウス細胞の産生される場所については、ヒト胎児の組織学的観察により[[嗅皮質周辺部]] (retrobulber area)がその発生起源として示唆されてきた。一方、近年分子遺伝学的な手法を用いた細胞標識解析によって、胎生期終脳原基の内側周辺部 (cortical hem)、[[腹側外套]] (ventral pallium) および[[中隔野]] (septum)といった、大脳皮質原基以外の領域からカハールレチウス細胞が発生し、大脳皮質へと移動することが明らかとなっている<ref name=ref4><pubmed>16410414</pubmed></ref> <ref><pubmed>14999079</pubmed></ref> <ref><pubmed>16041369</pubmed></ref>。

　カハールレチウス細胞には、リーリンの他、[[カルレチニン]] (calretinin)、 [[カルビンディン]] (calbindin)といったカルシウム結合タンパク、[[wikipedia:JA:細胞周期|細胞周期]]調節因子である[[wikipedia:p73|p73]]、[[wikipedia:JA:転写因子|転写因子]]をコードする[[wikipedia:TBR1|Tbr1]]、[[wikipedia:EMX1|Emx1]]、[[wikipedia:LHX6|Lhx6]]といった遺伝子が発現しており、これらの分子の発現と発生起源との相違から、カハールレチウス細胞は幾つかのサブタイプに分類されている<ref><pubmed>12644247</pubmed></ref>。実際に、p73、Tbr1、Emx1はカハールレチウス細胞の発生に必須の機能を果たしていることが、遺伝子機能破壊マウスの解析から明らかとなっている。また[[wikipedia:JA:フォークヘッドファミリー|フォークヘッドファミリー]]に属する転写因子である[[wikipedia:FOXG1|FoxG1]] は、大脳皮質の神経上皮細胞からカハールレチウス細胞が分化することを抑制しており、 FoxG1変異マウスでは皮質のすべての神経細胞がカハールレチウス細胞として分化する<ref><pubmed>14704420</pubmed></ref>。さらに軟膜から分泌されるタンパク質である[[wikipedia:Stromal cell-derived factor-1|SDF1]]、およびその受容体である[[wikipedia:CXCR7|CXCR7]]は、カハールレチウス細胞の辺縁層への局在に必須の役割を果たしている<ref><pubmed>16964252</pubmed></ref>。

== 大脳皮質進化とカハールレチウス細胞 ==

　哺乳類のカハールレチウス細胞と相同と考えられる細胞は、[[wikipedia:JA:爬虫類|爬虫類]]や[[wikipedia:JA:鳥類|鳥類]]の[[終脳]]背側領域にも存在する。しかしながらその数は哺乳類大脳皮質と比較して著しく少ない。こうした知見から、リーリンを分泌するカハールレチウス細胞の増加が、６層構造を発達させ、インサイドーアウト様式で発生する哺乳類大脳皮質の進化に大きく貢献した可能性が提唱されている<ref><pubmed>11137154</pubmed></ref> <ref><pubmed>18197264</pubmed></ref>。また近年、[[wikipedia:non-coding RNA|non-coding RNA]]遺伝子である [[wikipedia:HAR1|HAR1]]が、ヒト胎生期大脳皮質のカハールレチウス細胞に特異的に発現していることが報告されている<ref><pubmed>16915236</pubmed></ref>。HAR1は、特にヒトの系統で高度に塩基配列置換が確認されるゲノム領域 ([[wikipedia:Human accelerated region|Human accelerated region]]) に含まれる遺伝子の１つであり、ヒト大脳皮質の進化との関連が示唆されている。

== 重要な関連語 ==

* [[リーリン]]
* [[プレプレート]]

== 参考文献 ==

<references />

（執筆者：野村　真　担当編集委員：大隅典子）

Eph受容体

2012-06-24T23:44:03Z

Tadashinomura:

{{DISPLAYTITLE:Erythropoietin-producing hepatocellular (Eph) receptor }}
{{Pfam_box
| Symbol = Ephrin_lbd
| Name = Ephrin receptor ligand binding domain
| image = PDB_1kgy_EBI.jpg
| width =
| caption = Crystal Structure of the EphB2-ephrinB2 complex base on {{PDB2|1kgy}}
| Pfam= PF01404
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{{PDB3|1kgy}}B:28-205 {{PDB3|1nuk}}A:28-205 {{PDB3|1shw}}B:28-205
}}

　膜貫通型の[[受容体型チロシンキナーゼ]]の１種であり、[[エフリン]] (ephrin) と呼ばれる[[細胞膜]]に存在する[[リガンド]]と結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。Eph受容体-エフリンのシグナルは細胞増殖、細胞移動、[[神経軸索ガイダンス]]、[[シナプス可塑性]]といった様々な現象に関与しており、[[wikipedia:JA:脊椎動物|脊椎動物]]および[[wikipedia:JA:無脊椎動物|無脊椎動物]]の[[中枢神経系]]の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

[[Image:Structure of Eph receptors.jpg|thumb|300px|'''図　Eph受容体のタンパク構造の模式図''' Eph受容体とephrinリガンドの構造]]

== 名称の由来 ==

　Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である<ref><pubmed>2825356</pubmed></ref>。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された<ref><pubmed>9267020</pubmed></ref>。

==構造とサブファミリー ==
　Eph受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphBの２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphAサブクラスは現在10種類 (EphA1-10)、EphBサブクラスは６種類同定されている (EphB1-6)。EphA、EphBはそれぞれエフリンAとエフリンBと呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年EphA4およびEphB2がそれぞれephrin-B3、ephrin-A5と結合することも報告されている<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref>。

== 細胞内シグナル==

　Eph受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。Eph受容体は、その細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、[[wikipedia:JA:SAMドメイン|SAMドメイン]]、 [[PDZ]]結合モチーフを有している。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置する[[wikipedia:JA:チロシン|チロシン]]と[[wikipedia:JA:セリン|セリン]]が[[wikipedia:JA:リン酸化|リン酸化]]され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に[[Ras]]/[[Rho]]ファミリーの[[低分子量Gタンパク質]]を介したシグナルは、[[アクチン]]フィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や[[接着]]性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうしたEph受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル (reverse signal) と呼んでいる<ref name=ref3><pubmed>12808016</pubmed></ref><ref><pubmed>9233798</pubmed></ref><ref><pubmed>10508149</pubmed></ref>。

== 中枢神経系における機能 ==

　中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、[[シナプス形成]]の制御や[[神経幹細胞]]の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

*中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドが[[ロンボメア]]と呼ばれる[[後脳胞]]の[[分節構造]]に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する[[神経堤細胞]]の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している<ref><pubmed>11972963</pubmed></ref>。

* 胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の[[神経上皮細胞]]（[[神経前駆細胞]]）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している<ref><pubmed>19542359</pubmed></ref>。また胎生期の[[大脳皮質原基]]において、EphA7とephrin-A5を介したシグナルは細胞死を亢進させる<ref><pubmed>15902206</pubmed></ref>。

* 神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、[[視神経]]や[[聴神経]]、[[前交連]]、[[脳梁]]、[[中脳被蓋]]から[[線条体]]への線維投射、[[視床皮質路]]、[[皮質脊髄路]]といった様々な[[神経軸索]]の伸張と経路選択、[[標的]]領域への[[投射]]を制御している。[[軸索ガイダンス]]においては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる[[接触依存性]]の[[反発因子]]として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射([[トポグラフィックマップ]])の形成に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>9321682</pubmed></ref>。

* シナプス形成と可塑性制御 [[樹状突起]]の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特にephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが[[海馬]]神経細胞の[[スパイン]]の成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている<ref><pubmed>14691139</pubmed></ref><ref><pubmed>11580887</pubmed></ref>。

* 成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞と[[ニッチ細胞]]にも発現している。成体[[側脳室]]壁では、EphA7受容体が[[上衣細胞]]に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している<ref><pubmed>15713841</pubmed></ref>。また[[アストロサイト]]および移動中の[[ニューロブラスト]]に発現しているEphB受容体およびephrin-Bが、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している<ref><pubmed>11036265</pubmed></ref> 。さらに成体[[海馬]][[歯状回]]においては、神経前駆細胞に発現するEphB1およびEphB2が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている<ref><pubmed>18057206</pubmed></ref>。

==関連項目==

*[[エフリン]]

== 参考文献 ==

<references />

(執筆担当者：野村　真　編集担当者：大隅典子）

Eph受容体

2012-03-26T09:34:40Z

Tadashinomura:

膜貫通型の受容体型チロシンキナーゼの１種であり、エフリン (ephrin) と呼ばれる細胞膜に存在するリガンドと結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。 Eph-ephrinのシグナルは細胞増殖、細胞移動、神経軸索ガイダンス、シナプス可塑性といった様々な現象に関与しており、脊椎動物および無脊椎動物の中枢神経系の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

 

[[Image:Structure of Eph receptors.jpg|Eph受容体のタンパク構造の模式図。]] 

図：Eph受容体とephrinリガンドの構造。

【名称の由来】 Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である1。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された2。

 【Eph 受容体の構造とサブファミリー】 Eph 受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphB の２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphA サブクラスは現在10種類 (EphA1~A10)、 EphB サブクラスは６種類同定されている (EphB1~B6)。EphA、EphB はそれぞれエフリン A (ephrin-A) とエフリン B (ephrin-B) と呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年 EphA4 および EphB2 がそれぞれ ephrin-B3、 ephrin-A5と結合することも報告されている3。

 【Eph受容体シグナルの細胞生物学的機能】 Eph 受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。Eph 受容体は、その細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、SAM ドメイン、 PDZ 結合モチーフを有している。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置するチロシンとセリンがリン酸化され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph 受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に Ras/Rho ファミリーの低分子量Gタンパク質を介したシグナルは、アクチンフィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や接着性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうした Eph 受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル (reverse signal) と呼んでいる3,4,5。

 【Eph受容体の中枢神経系における機能】 中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、シナプス形成の制御や神経幹細胞の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

 ・中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドがロンボメアと呼ばれる後脳胞の分節構造に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する神経堤細胞の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している6。

 ・胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の神経上皮細胞（神経前駆細胞）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している7。また胎生期の大脳皮質原基において、EphA7とephrin-A5 を介したシグナルは細胞死を亢進させる8。

 ・神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、視神経や聴神経、前交連、脳梁、中脳被蓋から線条体への繊維投射、視床皮質路、皮質脊髄路といった様々な神経軸索の伸張と経路選択、標的領域への投射を制御している。軸索ガイダンスにおいては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる接触依存性の反発因子として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、 Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射(トポグラフィックマップ)の形成に重要な役割を果たしている9。

 ・シナプス形成と可塑性制御 樹状突起の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特に ephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが海馬神経細胞のスパインの成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている10,11。

 ・成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞とニッチ細胞にも発現している。成体側脳室壁では、 EphA7受容体が上衣細胞に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2 リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している12。またアストロサイトおよび移動中のニューロブラストに発現しているEphBおよびephrin-B受容体が、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している13。さらに成体海馬歯状回においては、神経前駆細胞に発現するEphB1および EphB2 が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている14。

 

参考文献

1. Hirai, H., Maru, Y., Hagiwara, K., Nishida, J. & Takaku, F. '''A novel putative tyrosine kinase receptor encoded by the eph gene.''' ''Science:''1987, 238, 1717-1720. 2. Eph Nomenclature Committee. '''Unified nomenclature for Eph family receptors and thier ligands, the ephrins. '''''Cell: ''1997, 90, 403-404. 3. Murai, K. K. & Pasquale, E. B. ''''Eph'ective signaling: forward, reverse and crosstalk.'''''J Cell Sci: ''2003, 116, 2823-2832. '''''4. Holland, S. J. et al. '''Juxtamembrane tyrosine residues couple the Eph family receptor EphB2/Nuk to specific SH2 domain proteins in neuronal cells.'''''EMBO J:'' ''1997, 16, 3877-3888.''''' '''5. Frisen, J., Holmberg, J. & Barbacid, M. '''Ephrins and their Eph receptors: multitalented directors of embryonic development. '''''EMBO J: 1999'', 18, 5159-5165.''''' '''''6. Cooke, J. E. & Moens, C. B. '''Boundary formation in the hindbrain: Eph only it were simple. '''''Trends Neurosci.: ''2002. ''25, 260-267.''''' '''7. North, H. A. et al. '''Promotion of proliferation in the developing cerebral cortex by EphA4 forward signaling. '''''Development: ''2009, 136, 2467-2476. 8. Depaepe, V. et al. '''Ephrin signalling controls brain size by regulating apoptosis of neural progenitors. '''''Nature: ''2005, 435, 1244-1250. 9. Frisen, J. & Barbacid, M. '''Genetic analysis of the role of Eph receptors in the development of the mammalian nervous system. '''''Cell Tissue Res:'' 1997, 290, 209-215. 10. Henkemeyer, M., Itkis, O. S., Ngo, M., Hickmott, P. W. & Ethell, I. M. '''Multiple EphB receptor tyrosine kinases shape dendritic spines in the hippocampus.''' ''J Cell Biol.:''2003, 163, 1313-1326. 11. Henkemeyer, M. & Frisen, J. '''Eph receptors tingle the spine. '''''Neuron:'' 2001, 31, 876-877. 12. Holmberg, J. et al. '''Ephrin-A2 reverse signaling negatively regulates neural progenitor proliferation and neurogenesis. '''''Genes Dev.: ''2005, 19, 462-471. 13. Conover, J. C. et al. '''Disruption of Eph/ephrin signaling affects migration and proliferation in the adult subventricular zone.''' ''Nat Neurosci.: ''2000, 3, 1091-1097. 14. Chumley, M. J., Catchpole, T., Silvany, R. E., Kernie, S. G. & Henkemeyer, M. '''EphB receptors regulate stem/progenitor cell proliferation, migration, and polarity during hippocampal neurogenesis. '''''J Neurosci.: ''2007. 27, 13481-13490.

 

(執筆担当者：野村真、編集担当者：大隅典子）

E

2012-03-25T01:01:16Z

Tadashinomura:

[[Eph受容体]]

膜貫通型の受容体型チロシンキナーゼの１種であり、エフリン (ephrin) と呼ばれる細胞膜に存在するリガンドと結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。 Eph-ephrinのシグナルは細胞増殖、細胞移動、神経軸索ガイダンス、シナプス可塑性といった様々な現象に関与しており、脊椎動物および無脊椎動物の中枢神経系の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

 

[[Image:Structure_of_Eph_receptors.jpg|Eph受容体のタンパク構造の模式図。]] 【名称の由来】 Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である1。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された2。

 【Eph 受容体の構造とサブファミリー】 Eph 受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphB の２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphA サブクラスは現在10種類 (EphA1~A10)、 EphB サブクラスは６種類同定されている (EphB1~B6)。EphA、EphB はそれぞれエフリン A (ephrin-A) とエフリン B (ephrin-B) と呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年 EphA4 および EphB2 がそれぞれ ephrin-B3、 ephrin-A5と結合することも報告されている3。

 【Eph受容体シグナルの細胞生物学的機能】 Eph 受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。Eph 受容体は、その細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、SAM ドメイン、 PDZ 結合モチーフを有している。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置するチロシンとセリンがリン酸化され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph 受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に Ras/Rho ファミリーの低分子量Gタンパク質を介したシグナルは、アクチンフィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や接着性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうした Eph 受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル　(reverse signal) と呼んでいる3,4,5。

 【Eph受容体の中枢神経系における機能】 中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、シナプス形成の制御や神経幹細胞の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

 ・中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドがロンボメアと呼ばれる後脳胞の分節構造に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する神経堤細胞の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している6。

 ・胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の神経上皮細胞（神経前駆細胞）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している7。また胎生期の大脳皮質原基において、EphA7とephrin-A5 を介したシグナルは細胞死を亢進させる8。

 ・神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、視神経や聴神経、前交連、脳梁、中脳被蓋から線条体への繊維投射、視床皮質路、皮質脊髄路といった様々な神経軸索の伸張と経路選択、標的領域への投射を制御している。軸索ガイダンスにおいては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる接触依存性の反発因子として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、 Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射(トポグラフィックマップ)の形成に重要な役割を果たしている9。

 ・シナプス形成と可塑性制御 樹状突起の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特に ephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが海馬神経細胞のスパインの成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている10,11。

 ・成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞とニッチ細胞にも発現している。成体側脳室壁では、 EphA7受容体が上衣細胞に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2 リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している12。またアストロサイトおよび移動中のニューロブラストに発現しているEphBおよびephrin-B受容体が、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している13。さらに成体海馬歯状回においては、神経前駆細胞に発現するEphB1および EphB2 が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている14。

 

参考文献

1. Hirai, H., Maru, Y., Hagiwara, K., Nishida, J. & Takaku, F. '''A novel putative tyrosine kinase receptor encoded by the eph gene.''' ''Science:''1987, 238, 1717-1720. 2. Eph Nomenclature Committee. '''Unified nomenclature for Eph family receptors and thier ligands, the ephrins. '''''Cell: ''1997, 90, 403-404. 3. Murai, K. K. & Pasquale, E. B. ''''Eph'ective signaling: forward, reverse and crosstalk.'''''J Cell Sci: ''2003, 116, 2823-2832. 4. Holland, S. J. et al.'''''Juxtamembrane tyrosine residues couple the Eph family receptor EphB2/Nuk to specific SH2 domain proteins in neuronal cells. '''EMBO J: ''1997, 16, 3877-3888. 5. Frisen, J., Holmberg, J. & Barbacid, M.'''''Ephrins and their Eph receptors: multitalented directors of embryonic development.'''EMBO J: 1999, 18, 5159-5165. 6. Cooke, J. E. & Moens, C. B. '''Boundary formation in the hindbrain: Eph only it were simple. '''Trends Neurosci.:''2002. 25, 260-267. 7. North, H. A. et al.'''''P''''romotion of proliferation in the developing cerebral cortex by EphA4 forward signaling.'''''Development:'' 2009, 136, 2467-2476. 8. Depaepe, V. et al. '''Ephrin signalling controls brain size by regulating apoptosis of neural progenitors. '''''Nature: ''2005, 435, 1244-1250. 9. Frisen, J. & Barbacid, M. '''Genetic analysis of the role of Eph receptors in the development of the mammalian nervous system. '''''Cell Tissue Res:'' 1997, 290, 209-215. 10. Henkemeyer, M., Itkis, O. S., Ngo, M., Hickmott, P. W. & Ethell, I. M. '''Multiple EphB receptor tyrosine kinases shape dendritic spines in the hippocampus.''' ''J Cell Biol.:''2003, 163, 1313-1326. 11. Henkemeyer, M. & Frisen, J. '''Eph receptors tingle the spine. '''''Neuron:'' 2001, 31, 876-877. 12. Holmberg, J. et al. '''Ephrin-A2 reverse signaling negatively regulates neural progenitor proliferation and neurogenesis. '''''Genes Dev.: ''2005, 19, 462-471. 13. Conover, J. C. et al. '''Disruption of Eph/ephrin signaling affects migration and proliferation in the adult subventricular zone.''' ''Nat Neurosci.: ''2000, 3, 1091-1097. 14. Chumley, M. J., Catchpole, T., Silvany, R. E., Kernie, S. G. & Henkemeyer, M. '''EphB receptors regulate stem/progenitor cell proliferation, migration, and polarity during hippocampal neurogenesis. '''J Neurosci.: 2007. 27, 13481-13490.

 

(執筆担当者：野村真、編集担当者：大隅典子）

ファイル:Structure of Eph receptors.jpg

2012-03-25T00:58:12Z

Tadashinomura:

E

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Tadashinomura:

[[Eph受容体]]

膜貫通型の受容体型チロシンキナーゼの１種であり、エフリン (ephrin) と呼ばれる細胞膜に存在するリガンドと結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。 Eph-ephrinのシグナルは細胞増殖、細胞移動、神経軸索ガイダンス、シナプス可塑性といった様々な現象に関与しており、脊椎動物および無脊椎動物の中枢神経系の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

 【名称の由来】 Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である1。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された2。

 【Eph 受容体の構造とサブファミリー】 Eph 受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphB の２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphA サブクラスは現在10種類 (EphA1~A10)、 EphB サブクラスは６種類同定されている (EphB1~B6)。EphA、EphB はそれぞれエフリン A (ephrin-A) とエフリン B (ephrin-B) と呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年 EphA4 および EphB2 がそれぞれ ephrin-B3、 ephrin-A5と結合することも報告されている3。

 【Eph受容体シグナルの細胞生物学的機能】 Eph 受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。Eph 受容体は、その細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、SAM ドメイン、 PDZ 結合モチーフを有している。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置するチロシンとセリンがリン酸化され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph 受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に Ras/Rho ファミリーの低分子量Gタンパク質を介したシグナルは、アクチンフィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や接着性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうした Eph 受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル　(reverse signal) と呼んでいる3,4,5。

 【Eph受容体の中枢神経系における機能】 中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、シナプス形成の制御や神経幹細胞の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

 ・中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドがロンボメアと呼ばれる後脳胞の分節構造に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する神経堤細胞の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している6。

 ・胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の神経上皮細胞（神経前駆細胞）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している7。また胎生期の大脳皮質原基において、EphA7とephrin-A5 を介したシグナルは細胞死を亢進させる8。

 ・神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、視神経や聴神経、前交連、脳梁、中脳被蓋から線条体への繊維投射、視床皮質路、皮質脊髄路といった様々な神経軸索の伸張と経路選択、標的領域への投射を制御している。軸索ガイダンスにおいては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる接触依存性の反発因子として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、 Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射(トポグラフィックマップ)の形成に重要な役割を果たしている9。

 ・シナプス形成と可塑性制御 樹状突起の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特に ephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが海馬神経細胞のスパインの成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている10,11。

 ・成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞とニッチ細胞にも発現している。成体側脳室壁では、 EphA7受容体が上衣細胞に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2 リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している12。またアストロサイトおよび移動中のニューロブラストに発現しているEphBおよびephrin-B受容体が、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している13。さらに成体海馬歯状回においては、神経前駆細胞に発現するEphB1および EphB2 が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている14。

 

参考文献

1. Hirai, H., Maru, Y., Hagiwara, K., Nishida, J. & Takaku, F. '''A novel putative tyrosine kinase receptor encoded by the eph gene.''' ''Science:''1987, 238, 1717-1720. 2. Eph Nomenclature Committee. '''Unified nomenclature for Eph family receptors and thier ligands, the ephrins. '''''Cell: ''1997, 90, 403-404. 3. Murai, K. K. & Pasquale, E. B. ''''Eph'ective signaling: forward, reverse and crosstalk.'''''J Cell Sci: ''2003, 116, 2823-2832. 4. Holland, S. J. et al.'''''Juxtamembrane tyrosine residues couple the Eph family receptor EphB2/Nuk to specific SH2 domain proteins in neuronal cells. '''EMBO J: ''1997, 16, 3877-3888. 5. Frisen, J., Holmberg, J. & Barbacid, M.'''''Ephrins and their Eph receptors: multitalented directors of embryonic development.'''EMBO J: 1999, 18, 5159-5165. 6. Cooke, J. E. & Moens, C. B. '''Boundary formation in the hindbrain: Eph only it were simple. '''Trends Neurosci.:''2002. 25, 260-267. 7. North, H. A. et al.'''''P''''romotion of proliferation in the developing cerebral cortex by EphA4 forward signaling.'''''Development:'' 2009, 136, 2467-2476. 8. Depaepe, V. et al. '''Ephrin signalling controls brain size by regulating apoptosis of neural progenitors. '''''Nature: ''2005, 435, 1244-1250. 9. Frisen, J. & Barbacid, M. '''Genetic analysis of the role of Eph receptors in the development of the mammalian nervous system. '''''Cell Tissue Res:'' 1997, 290, 209-215. 10. Henkemeyer, M., Itkis, O. S., Ngo, M., Hickmott, P. W. & Ethell, I. M. '''Multiple EphB receptor tyrosine kinases shape dendritic spines in the hippocampus.''' ''J Cell Biol.:''2003, 163, 1313-1326. 11. Henkemeyer, M. & Frisen, J. '''Eph receptors tingle the spine. '''''Neuron:'' 2001, 31, 876-877. 12. Holmberg, J. et al. '''Ephrin-A2 reverse signaling negatively regulates neural progenitor proliferation and neurogenesis. '''''Genes Dev.: ''2005, 19, 462-471. 13. Conover, J. C. et al. '''Disruption of Eph/ephrin signaling affects migration and proliferation in the adult subventricular zone.''' ''Nat Neurosci.: ''2000, 3, 1091-1097. 14. Chumley, M. J., Catchpole, T., Silvany, R. E., Kernie, S. G. & Henkemeyer, M. '''EphB receptors regulate stem/progenitor cell proliferation, migration, and polarity during hippocampal neurogenesis. '''J Neurosci.: 2007. 27, 13481-13490.

 

(執筆担当者：野村真、編集担当者：大隅典子）

E

2012-03-25T00:54:21Z

Tadashinomura:

[[Eph受容体]]

膜貫通型の受容体型チロシンキナーゼの１種であり、エフリン (ephrin) と呼ばれる細胞膜に存在するリガンドと結合することによって細胞内にシグナルを伝達する。 Eph-ephrinのシグナルは細胞増殖、細胞移動、神経軸索ガイダンス、シナプス可塑性といった様々な現象に関与しており、脊椎動物および無脊椎動物の中枢神経系の発生と発達過程において重要な役割を果たしている。

 【名称の由来】 Ephは、Erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma に発現する受容体型チロシンキナーゼをスクリーニングする過程で同定されたタンパク質である1。当初、それぞれのEph受容体は同定された生物種によって別々の名称で呼ばれていたが、Eph nomenclature committee により名称が統一された2。

 【Eph 受容体の構造とサブファミリー】 Eph 受容体は、そのアミノ酸配列及びとリガンドとの親和性の違いにより、EphAとEphB の２つのサブクラスに分類されている。脊椎動物において、EphA サブクラスは現在10種類 (EphA1~A10)、 EphB サブクラスは６種類同定されている (EphB1~B6)。EphA、EphB はそれぞれエフリン A (ephrin-A) とエフリン B (ephrin-B) と呼ばれる細胞膜上のリガンドとほぼ選択的に結合するが、近年 EphA4 および EphB2 がそれぞれ ephrin-B3、 ephrin-A5と結合することも報告されている3。

 【Eph受容体シグナルの細胞生物学的機能】 Eph 受容体が細胞内にシグナルを伝達するためには、エフリンリガンドとの結合に加えて細胞膜上で受容体同士がお互いに結合すること (clustering) が必要である。Eph 受容体は、その細胞内領域にチロシンキナーゼドメイン、SAM ドメイン、 PDZ 結合モチーフを有している。リガンドの結合により、膜貫通領域の近傍に位置するチロシンとセリンがリン酸化され、チロシンキナーゼドメインが活性化されることで、下流分子にシグナルを伝達する。Eph 受容体は様々な細胞内シグナル系を制御しているが、特に Ras/Rho ファミリーの低分子量Gタンパク質を介したシグナルは、アクチンフィラメントの構築を制御し、細胞の形態変化や接着性の低下、あるいは亢進を誘導する。こうした Eph 受容体を介した細胞特性の変化は、細胞の移動や突起の伸張、また細胞選別といった基本的な発生現象において極めて重要な役割を担っている。Eph受容体を介して、受容体を発現する細胞に伝達されるシグナルを正方向性シグナル (forward signal)、またエフリンリガンドを介してリガンド発現細胞に伝達されるシグナルを逆方向性シグナル　(reverse signal) と呼んでいる3,4,5。

 【Eph受容体の中枢神経系における機能】 中枢神経系の発生・発達過程において、Eph受容体を介したシグナルは特に、初期中枢神経系の領域化における組織境界の形成、神経前駆細胞の増殖と細胞死、神経軸索ガイダンスといった現象に深く関与している。また生後・成体脳では、シナプス形成の制御や神経幹細胞の増殖と分化にも重要な役割を果たしている。

 ・中枢神経系の領域化における組織境界の形成 発生中の後脳胞では、Eph受容体とエフリンリガンドがロンボメアと呼ばれる後脳胞の分節構造に特異的に発現しており、ロンボメアを構成する組織境界の確立に機能している。また各ロンボメアに由来する神経堤細胞の移動にもEph受容体とエフリンシグナルが関与している6。

 ・胎生期神経前駆細胞の増殖および細胞死の制御 Eph受容体とエフリンリガンドは胎生期の神経上皮細胞（神経前駆細胞）に発現しており、特にEphA4とephrin-B1を介したシグナルは神経前駆細胞の増殖を正に制御している7。また胎生期の大脳皮質原基において、EphA7とephrin-A5 を介したシグナルは細胞死を亢進させる8。

 ・神経細胞移動と軸索ガイダンス制御 Eph受容体とエフリンリガンドを介したシグナルは、視神経や聴神経、前交連、脳梁、中脳被蓋から線条体への繊維投射、視床皮質路、皮質脊髄路といった様々な神経軸索の伸張と経路選択、標的領域への投射を制御している。軸索ガイダンスにおいては、Eph受容体を発現する軸索がエフリンリガンドを発現する標的に到達した際、軸索が反発する、いわゆる接触依存性の反発因子として機能する場合が多い。軸索を伸張させる組織と標的組織において受容体とリガンドの発現量に勾配がある場合、 Eph受容体を介したシグナルは位置特異的な神経投射(トポグラフィックマップ)の形成に重要な役割を果たしている9。

 ・シナプス形成と可塑性制御 樹状突起の発達過程において、EphB2受容体が樹状突起に集積し、突起進展と維持に必須の役割を果たしている。またエフリンリガンドも樹状突起に局在しており、特に ephrin-B1、ephirin-B3を介したシグナルが海馬神経細胞のスパインの成熟や後シナプス構造の形成を制御し、シナプス可塑性の維持に重要な役割を果たしている10,11。

 ・成体神経幹細胞の増殖・分化制御 Eph受容体とエフリンリガンドは成体脳に存在する神経幹細胞とニッチ細胞にも発現している。成体側脳室壁では、 EphA7受容体が上衣細胞に発現し、神経幹細胞および前駆細胞に発現しているephrin-A2 リガンドを介した逆方向性シグナルにより細胞増殖を負に制御している12。またアストロサイトおよび移動中のニューロブラストに発現しているEphBおよびephrin-B受容体が、神経幹細胞の増殖とニューロブラストの移動様式を制御している13。さらに成体海馬歯状回においては、神経前駆細胞に発現するEphB1および EphB2 が、前駆細胞の増殖と移動、突起進展を制御していることが報告されている14。

 

参考文献

1. Hirai, H., Maru, Y., Hagiwara, K., Nishida, J. & Takaku, F. '''A novel putative tyrosine kinase receptor encoded by the eph gene.''' ''Science:''1987, 238, 1717-1720. 2. Eph Nomenclature Committee. '''Unified nomenclature for Eph family receptors and thier ligands, the ephrins. '''''Cell: ''1997, 90, 403-404. 3. Murai, K. K. & Pasquale, E. B. ''''Eph'ective signaling: forward, reverse and crosstalk.'''''J Cell Sci: ''2003, 116, 2823-2832. 4. Holland, S. J. et al. '''Juxtamembrane tyrosine residues couple the Eph family receptor EphB2/Nuk to specific SH2 domain proteins in neuronal cells. '''''EMBO J: ''1997, 16, 3877-3888. 5. Frisen, J., Holmberg, J. & Barbacid, M. '''Ephrins and their Eph receptors: multitalented directors of embryonic development.''' EMBO J: 1999, 18, 5159-5165. 6. Cooke, J. E. & Moens, C. B. '''Boundary formation in the hindbrain: Eph only it were simple. '''''Trends Neurosci.:''2002. 25, 260-267. 7. North, H. A. et al. '''P''''''romotion of proliferation in the developing cerebral cortex by EphA4 forward signaling.'''''Development:'' 2009, 136, 2467-2476. 8. Depaepe, V. et al. '''Ephrin signalling controls brain size by regulating apoptosis of neural progenitors. '''''Nature: ''2005, 435, 1244-1250. 9. Frisen, J. & Barbacid, M. '''Genetic analysis of the role of Eph receptors in the development of the mammalian nervous system. '''''Cell Tissue Res:'' 1997, 290, 209-215. 10. Henkemeyer, M., Itkis, O. S., Ngo, M., Hickmott, P. W. & Ethell, I. M. '''Multiple EphB receptor tyrosine kinases shape dendritic spines in the hippocampus.''' ''J Cell Biol.:''2003, 163, 1313-1326. 11. Henkemeyer, M. & Frisen, J. '''Eph receptors tingle the spine. '''''Neuron:'' 2001, 31, 876-877. 12. Holmberg, J. et al. '''Ephrin-A2 reverse signaling negatively regulates neural progenitor proliferation and neurogenesis. '''''Genes Dev.: ''2005, 19, 462-471. 13. Conover, J. C. et al. '''Disruption of Eph/ephrin signaling affects migration and proliferation in the adult subventricular zone.''' ''Nat Neurosci.: ''2000, 3, 1091-1097. 14. Chumley, M. J., Catchpole, T., Silvany, R. E., Kernie, S. G. & Henkemeyer, M. '''EphB receptors regulate stem/progenitor cell proliferation, migration, and polarity during hippocampal neurogenesis. '''J Neurosci.: 2007. 27, 13481-13490.

カハール・レチウス細胞

2012-03-23T05:17:27Z

Tadashinomura:

英語名　 Cajal-Retzius Cells

 

胎生期の哺乳類大脳皮質の辺縁層（第 I 層）に存在する神経細胞の一種。軟膜面に対し放射状に広がった樹上突起と、水平方向に伸張した軸索を形態的特徴として持つ。大脳皮質神経細胞の移動と層形成に必須の分子であるリーリン (Reelin) を分泌する細胞として、大脳皮質の発生に極めて重要な役割を果たす。

[[Image:カハールレチウス細胞.jpg|ゴルジ染色によるカハールレチウス細胞の形態。文献１を基に筆者描画。]] 

【歴史】

19世紀末にスウェーデンの神経形態学者レチウス(Gustaf Retzius)、スペインのカハール (Ramon y Cajal)らにより、ヒト胎児および新生児大脳皮質辺縁層を構成する神経細胞として同定された。比較解剖学的知見により、同様の神経細胞は哺乳類大脳皮質に共通して存在することが明らかとなっている。レチウスとカハールの同定した細胞は厳密には同一ではないが、両者の細胞に共通した形態的特徴を持ち、特に後述するリーリンを発現する大脳皮質辺縁層の細胞群を一般的にカハールレチウス細胞と呼んでいる1。

 

【発生学的役割】

細胞外分泌分子であるリーリンタンパク質を発現することにより、大脳皮質の神経細胞の移動と層構造の形成に重要な役割を果たす2,3。実験的にカハールレチウス細胞を除去したマウスでは、大脳皮質の一部の領域で層特異的神経細胞の配置に異常が生じる4。またカハールレチウス細胞はグルタミン酸受容体とGABA受容体の両方を発現している。特に、視床および介在神経細胞からの GABA を介した線維入力は、カハールレチウス細胞と他の第I層の神経細胞の同期的発火に重要な役割を果たす5。

 

【発生学的起源と分化機構】カハールレチウス細胞は、胎生期大脳皮質原基において最も早く分化する神経細胞の１つである。その出現は一過的であり、生後の大脳皮質においては、細胞死によって数が著しく減少する。大脳皮質の発生初期において、カハールレチウス細胞は同時期に分化する他の神経細胞とともに、プレプレートと呼ばれる神経層を形成する。このプレプレートは、いわゆる皮質板を構成する神経細胞が侵入することによって、カハールレチウス細胞を含む辺縁層とサブプレートの２つの層に分かれる6。カハールレチウス細胞の産生される場所については、ヒト胎児の組織学的観察により嗅皮質周辺部 (retrobulber area)がその発生起源として示唆されてきた。一方、近年分子遺伝学的な手法を用いた細胞標識解析によって、胎生期終脳原基の内側周辺部 (cortical hem)、腹側外套 (ventral pallium) および中隔野 (septum)といった、大脳皮質原基以外の領域からカハールレチウス細胞が発生し、大脳皮質へと移動することが明らかとなっている4,7,8。カハールレチウス細胞には、リーリンの他、カルレチニン (Calretinin)、カルバインディン (Calbindin)といったカルシウム結合タンパク、細胞周期調節因子であるp73、転写因子をコードするTbr1、Emx1、 Lhx6といった遺伝子が発現しており、これらの分子の発現と発生起源との相違から、カハールレチウス細胞は幾つかのサブタイプに分類されている9。実際に、p73、Tbr1、Emx1はカハールレチウス細胞の発生に必須の機能を果たしていることが、遺伝子機能破壊マウスの解析から明らかとなっている。またフォークヘッドファミリーに属する転写因子であるFoxG1 は、大脳皮質の神経上皮細胞からカハールレチウス細胞が分化することを抑制しており、 FoxG1変異マウスでは皮質のすべての神経細胞がカハールレチウス細胞として分化する10。さらに軟膜から分泌されるタンパク質であるSDF1、およびその受容体であるCXCR7は、カハールレチウス細胞の辺縁層への局在に必須の役割を果たしている11。

 

【大脳皮質進化とカハールレチウス細胞】

哺乳類のカハールレチウス細胞と相同と考えられる細胞は、爬虫類や鳥類の終脳背側領域にも存在する。しかしながらその数は哺乳類大脳皮質と比較して著しく少ない。こうした知見から、リーリンを分泌するカハールレチウス細胞の増加が、６層構造を発達、インサイドーアウト様式で発生する哺乳類大脳皮質の進化に大きく貢献した可能性が提唱されている12,13。また近年、non-coding RNA遺伝子である HAR1が、ヒト胎生期大脳皮質のカハールレチウス細胞に特異的に発現していることが報告されている14。HAR1は、特にヒトの系統で高度に塩基配列置換が確認されるゲノム領域 (Human accelerated region) に含まれる遺伝子の１つであり、ヒト大脳皮質の進化との関連が示唆されている。

 

参考文献

1. Meyer, G., Goffinet, A. M. & Fairen, A. '''What is a Cajal-Retzius cell? A reassessment of a classical cell type based on recent observations in the developing neocortex.''' ''Cereb Cortex: ''1999, 9, 765-775.

2. Ogawa, M. et al. '''The reeler gene-associated antigen on Cajal-Retzius neurons is a crucial molecule for laminar organization of cortical neurons.''' ''Neuron: ''1995, 14, 899-912.

3. D'Arcangelo, G. et al. '''A protein related to extracellular matrix proteins deleted in the mouse mutant reeler'''. ''Nature: ''1995, 374, 719-723.

4. Yoshida, M., Assimacopoulos, S., Jones, K. R. & Grove, E. A. '''Massive loss of Cajal-Retzius cells does not disrupt neocortical layer order.''' ''Development: ''2006'', ''133, 537-545.

5. Soda, T. et al. '''Segregation and coactivation of developing neocortical layer 1 neurons.'''''J Neurosci: '' 23, 6272-6279.

6. Marin-Padilla, M. '''Cajal-Retzius cells and the development of the neocortex. '''''Trends Neurosci: ''1998,'' ''21, 64-71.

7. Takiguchi-Hayashi, K. et al. '''Generation of reelin-positive marginal zone cells from the caudomedial wall of telencephalic vesicles. '''''J Neurosci: ''2004,'' ''24, 2286-2295.

8. Bielle, F. et al. '''Multiple origins of Cajal-Retzius cells at the borders of the developing pallium.''' ''Nat Neurosci: ''2005, 8, 1002-1012.

9. Hevner, R. F., Neogi, T., Englund, C., Daza, R. A. & Fink, A. '''Cajal-Retzius cells in the mouse: transcription factors, neurotransmitters, and birthdays suggest a pallial origin. '''''Brain Res Dev Brain Res:'' 2003, 141, 39-53.

10. Hanashima, C., Li, S. C., Shen, L., Lai, E. & Fishell, G. '''Foxg1 suppresses early cortical cell fate. '''''Science: ''2004, 303, 56-59.

11. Borrell, V. & Marin, O. '''Meninges control tangential migration of hem-derived Cajal-Retzius cells via CXCL12/CXCR4 signaling.''' ''Nat Neurosci: ''2006, 9, 1284-1293.

12. Bar, I., Lambert de Rouvroit, C. & Goffinet, A. M. '''The evolution of cortical development. An hypothesis based on the role of the Reelin signaling pathway.''' ''Trends Neurosci: ''2000,'' ''23, 633-638.

13. Nomura, T., Takahashi, M., Hara, Y. & Osumi, N. '''Patterns of neurogenesis and amplitude of Reelin expression are essential for making a mammalian-type cortex. '''''PLoS ONE: ''2008,'' ''3, e1454.

14. Pollard, K. S. et al. '''An RNA gene expressed during cortical development evolved rapidly in humans.''' ''Nature:'' 2006, 443, 167-172.

重要な関連語：リーリン、プレプレート

（執筆者：野村真、担当編集委員：大隅典子）

カハール・レチウス細胞

2012-03-23T05:05:15Z

Tadashinomura:

英語名　 Cajal-Retzius Cells

胎生期の哺乳類大脳皮質の辺縁層（第 I 層）に存在する神経細胞の一種。軟膜面に対し放射状に広がった樹上突起と、水平方向に伸張した軸索を形態的特徴として持つ。大脳皮質神経細胞の移動と層形成に必須の分子であるリーリン (Reelin) を分泌する細胞として、大脳皮質の発生に極めて重要な役割を果たす。

【歴史】

19世紀末にスウェーデンの神経形態学者レチウス(Gustaf Retzius)、スペインのカハール (Ramon y Cajal)らにより、ヒト胎児および新生児大脳皮質辺縁層を構成する神経細胞として同定された。比較解剖学的知見により、同様の神経細胞は哺乳類大脳皮質に共通して存在することが明らかとなっている。レチウスとカハールの同定した細胞は厳密には同一ではないが、両者の細胞に共通した形態的特徴を持ち、特に後述するリーリンを発現する大脳皮質辺縁層の細胞群を一般的にカハールレチウス細胞と呼んでいる1。

【発生学的役割】

細胞外分泌分子であるリーリンタンパク質を発現することにより、大脳皮質の神経細胞の移動と層構造の形成に重要な役割を果たす2,3。実験的にカハールレチウス細胞を除去したマウスでは、大脳皮質の一部の領域で層特異的神経細胞の配置に異常が生じる4。またカハールレチウス細胞はグルタミン酸受容体とGABA受容体の両方を発現している。特に、視床および介在神経細胞からの GABA を介した線維入力は、カハールレチウス細胞と他の第I層の神経細胞の同期的発火に重要な役割を果たす5。

【発生学的起源と分化機構】カハールレチウス細胞は、胎生期大脳皮質原基において最も早く分化する神経細胞の１つである。その出現は一過的であり、生後の大脳皮質においては、細胞死によって数が著しく減少する。大脳皮質の発生初期において、カハールレチウス細胞は同時期に分化する他の神経細胞とともに、プレプレートと呼ばれる神経層を形成する。このプレプレートは、いわゆる皮質板を構成する神経細胞が侵入することによって、カハールレチウス細胞を含む辺縁層とサブプレートの２つの層に分かれる6。カハールレチウス細胞の産生される場所については、ヒト胎児の組織学的観察により嗅皮質周辺部 (retrobulber area)がその発生起源として示唆されてきた。一方、近年分子遺伝学的な手法を用いた細胞標識解析によって、胎生期終脳原基の内側周辺部 (cortical hem)、腹側外套 (ventral pallium) および中隔野 (septum)といった、大脳皮質原基以外の領域からカハールレチウス細胞が発生し、大脳皮質へと移動することが明らかとなっている4,7,8。カハールレチウス細胞には、リーリンの他、カルレチニン (Calretinin)、カルバインディン (Calbindin)といったカルシウム結合タンパク、細胞周期調節因子であるp73、転写因子をコードするTbr1、Emx1、 Lhx6といった遺伝子が発現しており、これらの分子の発現と発生起源との相違から、カハールレチウス細胞は幾つかのサブタイプに分類されている9。実際に、p73、Tbr1、Emx1はカハールレチウス細胞の発生に必須の機能を果たしていることが、遺伝子機能破壊マウスの解析から明らかとなっている。またフォークヘッドファミリーに属する転写因子であるFoxG1 は、大脳皮質の神経上皮細胞からカハールレチウス細胞が分化することを抑制しており、 FoxG1変異マウスでは皮質のすべての神経細胞がカハールレチウス細胞として分化する10。さらに軟膜から分泌されるタンパク質であるSDF1、およびその受容体であるCXCR7は、カハールレチウス細胞の辺縁層への局在に必須の役割を果たしている11。

【大脳皮質進化とカハールレチウス細胞】

哺乳類のカハールレチウス細胞と相同と考えられる細胞は、爬虫類や鳥類の終脳背側領域にも存在する。しかしながらその数は哺乳類大脳皮質と比較して著しく少ない。こうした知見から、リーリンを分泌するカハールレチウス細胞の増加が、６層構造を発達、インサイドーアウト様式で発生する哺乳類大脳皮質の進化に大きく貢献した可能性が提唱されている12,13。また近年、non-coding RNA遺伝子である HAR1が、ヒト胎生期大脳皮質のカハールレチウス細胞に特異的に発現していることが報告されている14。HAR1は、特にヒトの系統で高度に塩基配列置換が確認されるゲノム領域 (Human accelerated region) に含まれる遺伝子の１つであり、ヒト大脳皮質の進化との関連が示唆されている。

参考文献

1. Meyer, G., Goffinet, A. M. & Fairen, A. '''What is a Cajal-Retzius cell? A reassessment of a classical cell type based on recent observations in the developing neocortex.''' ''Cereb Cortex: ''1999, 9, 765-775.

2. Ogawa, M. et al. '''The reeler gene-associated antigen on Cajal-Retzius neurons is a crucial molecule for laminar organization of cortical neurons.''' ''Neuron: ''1995, 14, 899-912.

3. D'Arcangelo, G. et al. '''A protein related to extracellular matrix proteins deleted in the mouse mutant reeler'''. ''Nature: ''1995, 374, 719-723.

4. Yoshida, M., Assimacopoulos, S., Jones, K. R. & Grove, E. A. '''Massive loss of Cajal-Retzius cells does not disrupt neocortical layer order.''' ''Development: ''2006'', ''133, 537-545.

5. Soda, T. et al. '''Segregation and coactivation of developing neocortical layer 1 neurons.'''''J Neurosci: '' 23, 6272-6279.

6. Marin-Padilla, M. '''Cajal-Retzius cells and the development of the neocortex. '''''Trends Neurosci: ''1998,'' ''21, 64-71.

7. Takiguchi-Hayashi, K. et al. '''Generation of reelin-positive marginal zone cells from the caudomedial wall of telencephalic vesicles. '''''J Neurosci: ''2004,'' ''24, 2286-2295.

8. Bielle, F. et al. '''Multiple origins of Cajal-Retzius cells at the borders of the developing pallium.''' ''Nat Neurosci: ''2005, 8, 1002-1012.

9. Hevner, R. F., Neogi, T., Englund, C., Daza, R. A. & Fink, A. '''Cajal-Retzius cells in the mouse: transcription factors, neurotransmitters, and birthdays suggest a pallial origin. '''''Brain Res Dev Brain Res:'' 2003, 141, 39-53.

10. Hanashima, C., Li, S. C., Shen, L., Lai, E. & Fishell, G. '''Foxg1 suppresses early cortical cell fate. '''''Science: ''2004, 303, 56-59.

11. Borrell, V. & Marin, O. '''Meninges control tangential migration of hem-derived Cajal-Retzius cells via CXCL12/CXCR4 signaling.''' ''Nat Neurosci: ''2006, 9, 1284-1293.

12. Bar, I., Lambert de Rouvroit, C. & Goffinet, A. M. '''The evolution of cortical development. An hypothesis based on the role of the Reelin signaling pathway.''' ''Trends Neurosci: ''2000,'' ''23, 633-638.

13. Nomura, T., Takahashi, M., Hara, Y. & Osumi, N. '''Patterns of neurogenesis and amplitude of Reelin expression are essential for making a mammalian-type cortex. '''''PLoS ONE: ''2008,'' ''3, e1454.

14. Pollard, K. S. et al. '''An RNA gene expressed during cortical development evolved rapidly in humans.''' ''Nature:'' 2006, 443, 167-172.

カハール・レチウス細胞

2012-03-23T04:31:31Z

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英語名　 Cajal-Retzius Cells

胎生期の哺乳類大脳皮質の辺縁層（第 I 層）に存在する神経細胞の一種。軟膜面に対し放射状に広がった樹上突起と、水平方向に伸張した軸索を形態的特徴として持つ。大脳皮質神経細胞の移動と層形成に必須の分子であるリーリン (Reelin) を分泌する細胞として、大脳皮質の発生に極めて重要な役割を果たす。

【歴史】
19世紀末にスウェーデンの神経形態学者レチウス(Gustaf Retzius)、スペインのカハール (Ramon y Cajal)らにより、ヒト胎児および新生児大脳皮質辺縁層を構成する神経細胞として同定された。比較解剖学的知見により、同様の神経細胞は哺乳類大脳皮質に共通して存在することが明らかとなっている。レチウスとカハールの同定した細胞は厳密には同一ではないが、両者の細胞に共通した形態的特徴を持ち、特に後述するリーリンを発現する大脳皮質辺縁層の細胞群を一般的にカハールレチウス細胞と呼んでいる1。

【発生学的役割】
細胞外分泌分子であるリーリンタンパク質を発現することにより、大脳皮質の神経細胞の移動と層構造の形成に重要な役割を果たす2,3。実験的にカハールレチウス細胞を除去したマウスでは、大脳皮質の一部の領域で層特異的神経細胞の配置に異常が生じる4。またカハールレチウス細胞はグルタミン酸受容体とGABA受容体の両方を発現している。特に、視床および介在神経細胞からの GABA を介した線維入力は、カハールレチウス細胞と他の第I層の神経細胞の同期的発火に重要な役割を果たす5。

【発生学的起源と分化機構】
カハールレチウス細胞は、胎生期大脳皮質原基において最も早く分化する神経細胞の１つである。その出現は一過的であり、生後の大脳皮質においては、細胞死によって数が著しく減少する。大脳皮質の発生初期において、カハールレチウス細胞は同時期に分化する他の神経細胞とともに、プレプレートと呼ばれる神経層を形成する。このプレプレートは、いわゆる皮質板を構成する神経細胞が侵入することによって、カハールレチウス細胞を含む辺縁層とサブプレートの２つの層に分かれる6。カハールレチウス細胞の産生される場所については、ヒト胎児の組織学的観察により嗅皮質周辺部 (retrobulber area)がその発生起源として示唆されてきた。一方、近年分子遺伝学的な手法を用いた細胞標識解析によって、胎生期終脳原基の内側周辺部 (cortical hem)、腹側外套 (ventral pallium) および中隔野 (septum)といった、大脳皮質原基以外の領域からカハールレチウス細胞が発生し、大脳皮質へと移動することが明らかとなっている4,7,8。カハールレチウス細胞には、リーリンの他、カルレチニン (Calretinin)、カルバインディン (Calbindin)といったカルシウム結合タンパク、細胞周期調節因子であるp73、転写因子をコードするTbr1、Emx1、 Lhx6といった遺伝子が発現しており、これらの分子の発現と発生起源との相違から、カハールレチウス細胞は幾つかのサブタイプに分類されている9。実際に、p73、Tbr1、Emx1はカハールレチウス細胞の発生に必須の機能を果たしていることが、遺伝子機能破壊マウスの解析から明らかとなっている。またフォークヘッドファミリーに属する転写因子であるFoxG1 は、大脳皮質の神経上皮細胞からカハールレチウス細胞が分化することを抑制しており、 FoxG1変異マウスでは皮質のすべての神経細胞がカハールレチウス細胞として分化する10。さらに軟膜から分泌されるタンパク質であるSDF1、およびその受容体であるCXCR7は、カハールレチウス細胞の辺縁層への局在に必須の役割を果たしている11。

【大脳皮質進化とカハールレチウス細胞】
哺乳類のカハールレチウス細胞と相同と考えられる細胞は、爬虫類や鳥類の終脳背側領域にも存在する。しかしながらその数は哺乳類大脳皮質と比較して著しく少ない。こうした知見から、リーリンを分泌するカハールレチウス細胞の増加が、６層構造を発達、インサイドーアウト様式で発生する哺乳類大脳皮質の進化に大きく貢献した可能性が提唱されている12,13。また近年、non-coding RNA遺伝子である HAR1が、ヒト胎生期大脳皮質のカハールレチウス細胞に特異的に発現していることが報告されている14。HAR1は、特にヒトの系統で高度に塩基配列置換が確認されるゲノム領域 (Human accelerated region) に含まれる遺伝子の１つであり、ヒト大脳皮質の進化との関連が示唆されている。

参考文献

1 Meyer, G., Goffinet, A. M. & Fairen, A. What is a Cajal-Retzius cell? A reassessment of a classical cell type based on recent observations in the developing neocortex. Cereb Cortex 9, 765-775 (1999).
2 Ogawa, M. et al. The reeler gene-associated antigen on Cajal-Retzius neurons is a crucial molecule for laminar organization of cortical neurons. Neuron 14, 899-912, doi:0896-6273(95)90329-1 [pii] (1995).
3 D'Arcangelo, G. et al. A protein related to extracellular matrix proteins deleted in the mouse mutant reeler. Nature 374, 719-723, doi:10.1038/374719a0 (1995).
4 Yoshida, M., Assimacopoulos, S., Jones, K. R. & Grove, E. A. Massive loss of Cajal-Retzius cells does not disrupt neocortical layer order. Development 133, 537-545, doi:133/3/537 [pii]
10.1242/dev.02209 (2006).
5 Soda, T. et al. Segregation and coactivation of developing neocortical layer 1 neurons. J Neurosci 23, 6272-6279, doi:23/15/6272 [pii] (2003).
6 Marin-Padilla, M. Cajal-Retzius cells and the development of the neocortex. Trends Neurosci 21, 64-71, doi:S0166-2236(97)01164-8 [pii] (1998).
7 Takiguchi-Hayashi, K. et al. Generation of reelin-positive marginal zone cells from the caudomedial wall of telencephalic vesicles. J Neurosci 24, 2286-2295, doi:10.1523/JNEUROSCI.4671-03.2004
24/9/2286 [pii] (2004).
8 Bielle, F. et al. Multiple origins of Cajal-Retzius cells at the borders of the developing pallium. Nat Neurosci 8, 1002-1012, doi:nn1511 [pii]
10.1038/nn1511 (2005).
9 Hevner, R. F., Neogi, T., Englund, C., Daza, R. A. & Fink, A. Cajal-Retzius cells in the mouse: transcription factors, neurotransmitters, and birthdays suggest a pallial origin. Brain Res Dev Brain Res 141, 39-53, doi:S0165380602006417 [pii] (2003).
10 Hanashima, C., Li, S. C., Shen, L., Lai, E. & Fishell, G. Foxg1 suppresses early cortical cell fate. Science 303, 56-59, doi:10.1126/science.1090674
303/5654/56 [pii] (2004).
11 Borrell, V. & Marin, O. Meninges control tangential migration of hem-derived Cajal-Retzius cells via CXCL12/CXCR4 signaling. Nat Neurosci 9, 1284-1293, doi:nn1764 [pii]
10.1038/nn1764 (2006).
12 Bar, I., Lambert de Rouvroit, C. & Goffinet, A. M. The evolution of cortical development. An hypothesis based on the role of the Reelin signaling pathway. Trends Neurosci 23, 633-638, doi:S0166-2236(00)01675-1 [pii] (2000).
13 Nomura, T., Takahashi, M., Hara, Y. & Osumi, N. Patterns of neurogenesis and amplitude of Reelin expression are essential for making a mammalian-type cortex. PLoS ONE [Electronic Resource] 3, e1454 (2008).
14 Pollard, K. S. et al. An RNA gene expressed during cortical development evolved rapidly in humans. Nature 443, 167-172, doi:nature05113 [pii]
10.1038/nature05113 (2006).

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2012-03-23T04:26:33Z

Tadashinomura: 「ファイル:カハールレチウス細胞.jpg」の新しい版をアップロードしました: ゴルジ染色によるカハールレチウス細胞の形態。文献１を基に筆者描画。

ゴルジ染色によるカハールレチウス細胞の形態。文献１を基に筆者描画。

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2012-03-23T04:22:32Z

Tadashinomura: ゴルジ染色によるカハールレチウス細胞の形態。文献１を基に筆者描画。

ゴルジ染色によるカハールレチウス細胞の形態。文献１を基に筆者描画。