シナプス形成 - 版の履歴

WikiSysop: /* 中枢シナプス形成のオーガナイザー */

2020-10-24T07:41:02Z

中枢シナプス形成のオーガナイザー

← 古い版		2020年10月24日 (土) 16:41時点における版
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	一方、[[抑制性シナプス]]のシナプス後部では、[[ゲフィリン]]（[[gephyrin]]）が重要な足場分子として機能する<ref><pubmed>24552784</pubmed></ref><ref><pubmed>28460365</pubmed></ref>。		一方、[[抑制性シナプス]]のシナプス後部では、[[ゲフィリン]]（[[gephyrin]]）が重要な足場分子として機能する<ref><pubmed>24552784</pubmed></ref><ref><pubmed>28460365</pubmed></ref>。

	4種類あるニューロリギンのうち、[[ニューロリギン1]]は[[グルタミン酸]]~~作動性シナプス、ニューロリギン2は~~[[GABA]]~~作動性シナプス、ニューロリギン3はグルタミン酸とGABA作動性シナプスの両者、そしてニューロリギン4は~~[[グリシン]]作動性シナプスに局在している<ref><pubmed>26209464</pubmed></ref><ref><pubmed>15540461</pubmed></ref><ref><pubmed>17897391</pubmed></ref><ref><pubmed>21282647</pubmed></ref>。培養系の実験では、ニューロリギン1,3,4はグルタミン酸レセプターのクラスタリングを引き起こすが、ニューロリギン２はグルタミン酸レセプターとGABA<sub>A</sub>レセプターのクラスタリングを引き起こす<ref name=ref5><pubmed>15620359</pubmed></ref>。		4種類あるニューロリギンのうち、[[ニューロリギン1]]は[[グルタミン酸]]作動性シナプス、[[ニューロリギン2]]は[[GABA]]作動性シナプス、[[ニューロリギン3]]はグルタミン酸とGABA作動性シナプスの両者、そして[[ニューロリギン4]]は[[グリシン]]作動性シナプスに局在している<ref><pubmed>26209464</pubmed></ref><ref><pubmed>15540461</pubmed></ref><ref><pubmed>17897391</pubmed></ref><ref><pubmed>21282647</pubmed></ref>。培養系の実験では、ニューロリギン1,3,4はグルタミン酸レセプターのクラスタリングを引き起こすが、ニューロリギン２はグルタミン酸レセプターとGABA<sub>A</sub>レセプターのクラスタリングを引き起こす<ref name=ref5><pubmed>15620359</pubmed></ref>。

	しかしながら、ニューレキシンやニューロリギンの遺伝子欠失動物では、予想に反して、シナプスの大きさや数にほとんど影響が見られない<ref><pubmed>12827191</pubmed></ref><ref><pubmed>16982420</pubmed></ref><ref><pubmed>28472659</pubmed></ref>ことから、これらの分子の存在が中枢シナプス形成にどの程度の意味を持っているのかは、実は明らかではない。ニューレキシンやニューロリギンの他にも、シナプス接着分子はシナプス分化の誘発能を持つものやニューレキシンに結合するものも含めて多数報告されてきており<ref><pubmed>29100073</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>30359597</pubmed></ref><ref name=ref1><pubmed>32359437</pubmed></ref>、冗長性、補償性の高い相互作用システムの一部分である可能性が高い（[[シナプス接着因子]]の項参考）。また、同様な証拠から、シナプスオーガナイザーとして知られている[[FGF]]ファミリーや[[Wnt]]ファミリーといった分泌性の因子なども、この冗長な分子ネットワークの一部であると考えられる<ref><pubmed>20646052</pubmed></ref><ref><pubmed>24105999</pubmed></ref><ref><pubmed>29166241</pubmed></ref>。[[線虫]]や[[ショウジョウバエ]]では、変異体スクリーニングなどから、シナプス形成に関わるとされる遺伝子が多く同定されている<ref><pubmed>31037336</pubmed></ref><ref><pubmed>30986749</pubmed></ref><ref><pubmed>32741370</pubmed></ref>。このことからも、[[哺乳類]]の中枢シナプスに関わる分子機構も実際には更に複雑であることが予想される。		しかしながら、ニューレキシンやニューロリギンの遺伝子欠失動物では、予想に反して、シナプスの大きさや数にほとんど影響が見られない<ref><pubmed>12827191</pubmed></ref><ref><pubmed>16982420</pubmed></ref><ref><pubmed>28472659</pubmed></ref>ことから、これらの分子の存在が中枢シナプス形成にどの程度の意味を持っているのかは、実は明らかではない。ニューレキシンやニューロリギンの他にも、シナプス接着分子はシナプス分化の誘発能を持つものやニューレキシンに結合するものも含めて多数報告されてきており<ref><pubmed>29100073</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>30359597</pubmed></ref><ref name=ref1><pubmed>32359437</pubmed></ref>、冗長性、補償性の高い相互作用システムの一部分である可能性が高い（[[シナプス接着因子]]の項参考）。また、同様な証拠から、シナプスオーガナイザーとして知られている[[FGF]]ファミリーや[[Wnt]]ファミリーといった分泌性の因子なども、この冗長な分子ネットワークの一部であると考えられる<ref><pubmed>20646052</pubmed></ref><ref><pubmed>24105999</pubmed></ref><ref><pubmed>29166241</pubmed></ref>。[[線虫]]や[[ショウジョウバエ]]では、変異体スクリーニングなどから、シナプス形成に関わるとされる遺伝子が多く同定されている<ref><pubmed>31037336</pubmed></ref><ref><pubmed>30986749</pubmed></ref><ref><pubmed>32741370</pubmed></ref>。このことからも、[[哺乳類]]の中枢シナプスに関わる分子機構も実際には更に複雑であることが予想される。

2020年10月24日 (土) 05:51にWikiSysopによる

2020-10-24T05:51:21Z

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	英：synapse formation, synaptogenesis　独：Synapsenbildung　仏：formation de synapses		英：synapse formation, synaptogenesis　独：Synapsenbildung　仏：formation de synapses
	{{box\|text=　神経細胞とその相手の細胞（神経細胞、筋肉など）は、シナプスという特殊化した細胞接着構造で結合している。シナプス形成とは、神経回路形成において、機能するシナプスができあがるまでの過程である。化学シナプスの形成には、1) シナプス前部（通常は軸索）が、シナプス後部（神経細胞の樹状突起、筋肉など）となる適切な標的細胞の適切な細胞上の適切な位置に結合すること（シナプス特異性）と、2) シナプス前部と後部がシナプス間隙を介して同じ場所に配向して、シナプス前部にシナプス小胞や分泌装置の蓄積、シナプス後部に神経伝達物質受容体の集合やシナプス後肥厚が生じるということ（シナプス分化）がある。シナプス形成は、シナプス前部とシナプス後部の間の相互作用によって制御されており、このような細胞間相互作用を担うシナプス接着分子、細胞外マトリックス分子、更に分泌性因子が同定されている（シナプスオーガナイザー）。また、グリア細胞など神経細胞以外のプレーヤーの関与も重要である。神経系の発達期や臨界期においては、化学シナプス形成は過剰に行われ、神経活動などの影響により、シナプス刈り込みが行われ再編成される。また、発達中のシナプス形成とも共通する成熟した神経系でのシナプス新生や構造変化は、学習と記憶にも重要な役割をし、シナプス形成の異常は、自閉症、精神疾患、認知症などの原因になると考えられている。}}		{{box\|text=　神経細胞とその相手の細胞（神経細胞、筋肉など）は、シナプスという特殊化した細胞接着構造で結合している。シナプス形成とは、神経回路形成において、機能するシナプスができあがるまでの過程である。化学シナプスの形成には、1) シナプス前部（通常は軸索）が、シナプス後部（神経細胞の樹状突起、筋肉など）となる適切な標的細胞の適切な細胞上の適切な位置に結合すること（シナプス特異性）と、2) シナプス前部と後部がシナプス間隙を介して同じ場所に配向して、シナプス前部にシナプス小胞や分泌装置の蓄積、シナプス後部に神経伝達物質受容体の集合やシナプス後肥厚が生じるということ（シナプス分化）がある。シナプス形成は、シナプス前部とシナプス後部の間の相互作用によって制御されており、このような細胞間相互作用を担うシナプス接着分子、細胞外マトリックス分子、更に分泌性因子が同定されている（シナプスオーガナイザー）。また、グリア細胞など神経細胞以外のプレーヤーの関与も重要である。}}

	==はじめに==		==はじめに==

2020年10月24日 (土) 05:36にWikiSysopによる

2020-10-24T05:36:38Z

← 古い版		2020年10月24日 (土) 14:36時点における版
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	</div>		</div>

	英：synapse formation, ~~synaptogenesis~~		英：synapse formation, synaptogenesis　独：Synapsenbildung　仏：formation de synapses
	{{box\|text=　神経細胞とその相手の細胞（神経細胞、筋肉など）は、シナプスという特殊化した細胞接着構造で結合している。シナプス形成とは、神経回路形成において、機能するシナプスができあがるまでの過程である。化学シナプスの形成には、1) シナプス前部（通常は軸索）が、シナプス後部（神経細胞の樹状突起、筋肉など）となる適切な標的細胞の適切な細胞上の適切な位置に結合すること（シナプス特異性）と、2) シナプス前部と後部がシナプス間隙を介して同じ場所に配向して、シナプス前部にシナプス小胞や分泌装置の蓄積、シナプス後部に神経伝達物質受容体の集合やシナプス後肥厚が生じるということ（シナプス分化）がある。シナプス形成は、シナプス前部とシナプス後部の間の相互作用によって制御されており、このような細胞間相互作用を担うシナプス接着分子、細胞外マトリックス分子、更に分泌性因子が同定されている（シナプスオーガナイザー）。また、グリア細胞など神経細胞以外のプレーヤーの関与も重要である。神経系の発達期や臨界期においては、化学シナプス形成は過剰に行われ、神経活動などの影響により、シナプス刈り込みが行われ再編成される。また、発達中のシナプス形成とも共通する成熟した神経系でのシナプス新生や構造変化は、学習と記憶にも重要な役割をし、シナプス形成の異常は、自閉症、精神疾患、認知症などの原因になると考えられている。}}		{{box\|text=　神経細胞とその相手の細胞（神経細胞、筋肉など）は、シナプスという特殊化した細胞接着構造で結合している。シナプス形成とは、神経回路形成において、機能するシナプスができあがるまでの過程である。化学シナプスの形成には、1) シナプス前部（通常は軸索）が、シナプス後部（神経細胞の樹状突起、筋肉など）となる適切な標的細胞の適切な細胞上の適切な位置に結合すること（シナプス特異性）と、2) シナプス前部と後部がシナプス間隙を介して同じ場所に配向して、シナプス前部にシナプス小胞や分泌装置の蓄積、シナプス後部に神経伝達物質受容体の集合やシナプス後肥厚が生じるということ（シナプス分化）がある。シナプス形成は、シナプス前部とシナプス後部の間の相互作用によって制御されており、このような細胞間相互作用を担うシナプス接着分子、細胞外マトリックス分子、更に分泌性因子が同定されている（シナプスオーガナイザー）。また、グリア細胞など神経細胞以外のプレーヤーの関与も重要である。神経系の発達期や臨界期においては、化学シナプス形成は過剰に行われ、神経活動などの影響により、シナプス刈り込みが行われ再編成される。また、発達中のシナプス形成とも共通する成熟した神経系でのシナプス新生や構造変化は、学習と記憶にも重要な役割をし、シナプス形成の異常は、自閉症、精神疾患、認知症などの原因になると考えられている。}}

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	==中枢神経系==		==中枢神経系==
	[[中枢神経系]]のシナプスの形成も神経筋接合部のシナプス形成と類似した点が多い。中枢シナプスにおけるシナプス前部とシナプス後部の間の相互作用は、基本的に予め合成されたシナプス構成要素の位置を制御し合うことで、お互いの分化を制御しシナプスを形成すると考えられる<ref name=ref4><pubmed>2655146</pubmed></ref><ref><pubmed>14556707</pubmed></ref><ref><pubmed>17417940</pubmed></ref><ref><pubmed>27462810</pubmed></ref><ref><pubmed>29096080</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>30359597</pubmed></ref>。そこでは、神経筋接合部のシナプス核のように転写レベルで局所的にシナプス構成要素の生合成を制御することはないが、シナプス近辺での局所的なmRNA翻訳や分解の制御はありうる<ref><pubmed>30861464</pubmed></ref>。その結果、中枢シナプスでも、神経筋接合部と同じように、神経伝達物質の受容体がシナプス後膜に集中し<ref name=ref9><pubmed>22046028</pubmed></ref>、神経伝達物質の違いはあるもののシナプス前部におけるシナプス小胞の分子的な成り立ちも基本的には同じであるように見える<ref name=ref8><pubmed>22794257</pubmed></ref>~~（図1B）。~~		[[中枢神経系]]のシナプスの形成も神経筋接合部のシナプス形成と類似した点が多い。中枢シナプスにおけるシナプス前部とシナプス後部の間の相互作用は、基本的に予め合成されたシナプス構成要素の位置を制御し合うことで、お互いの分化を制御しシナプスを形成すると考えられる<ref name=ref4><pubmed>2655146</pubmed></ref><ref><pubmed>14556707</pubmed></ref><ref><pubmed>17417940</pubmed></ref><ref><pubmed>27462810</pubmed></ref><ref><pubmed>29096080</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>30359597</pubmed></ref>。そこでは、神経筋接合部のシナプス核のように転写レベルで局所的にシナプス構成要素の生合成を制御することはないが、シナプス近辺での局所的なmRNA翻訳や分解の制御はありうる<ref><pubmed>30861464</pubmed></ref>。その結果、中枢シナプスでも、神経筋接合部と同じように、神経伝達物質の受容体がシナプス後膜に集中し<ref name=ref9><pubmed>22046028</pubmed></ref>、神経伝達物質の違いはあるもののシナプス前部におけるシナプス小胞の分子的な成り立ちも基本的には同じであるように見える<ref name=ref8><pubmed>22794257</pubmed></ref>（'''図1B'''）。

	しかし、中枢シナプスの後部は、神経伝達物質受容体の分子種も異なり、その足場となる分子種も神経筋接合部とは大きく異なっている。特に、神経筋接合部では基底膜という[[細胞外マトリックス]]であったシナプス間隙（約50nm）の様相は中枢シナプスでは全く異なっており典型的な細胞外マトリックスは存在しない。中枢シナプスでは、約20nmのシナプス間隙で直接接触するシナプス前膜とシナプス後膜の間に存在する[[細胞間接着]]がその相互作用の中心であると考えられている<ref><pubmed>14519398</pubmed></ref><ref><pubmed>22278667</pubmed></ref><ref><pubmed>3492943</pubmed></ref><ref><pubmed>20832286</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>30359597</pubmed></ref><ref name=ref1><pubmed>32359437</pubmed></ref>~~（図１B~~)。		しかし、中枢シナプスの後部は、神経伝達物質受容体の分子種も異なり、その足場となる分子種も神経筋接合部とは大きく異なっている。特に、神経筋接合部では基底膜という[[細胞外マトリックス]]であったシナプス間隙（約50nm）の様相は中枢シナプスでは全く異なっており典型的な細胞外マトリックスは存在しない。中枢シナプスでは、約20nmのシナプス間隙で直接接触するシナプス前膜とシナプス後膜の間に存在する[[細胞間接着]]がその相互作用の中心であると考えられている<ref><pubmed>14519398</pubmed></ref><ref><pubmed>22278667</pubmed></ref><ref><pubmed>3492943</pubmed></ref><ref><pubmed>20832286</pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed>30359597</pubmed></ref><ref name=ref1><pubmed>32359437</pubmed></ref>（'''図1B''')。

	===中枢シナプス形成のオーガナイザー===		===中枢シナプス形成のオーガナイザー===

2020年10月24日 (土) 05:32にWikiSysopによる

2020-10-24T05:32:53Z

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2020年10月22日 (木) 20:08にMasahitoyamagataによる

2020-10-22T20:08:32Z

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	===中枢シナプス形成のオーガナイザー===		===中枢シナプス形成のオーガナイザー===
	シナプス前部とシナプス後部をつなぐ細胞接着分子は多数ある（[[シナプス接着因子]]の項参考）。それらを代表するものの1つは、シナプス後部の膜に存在するタンパク質であるニューロリギン（neuroligin）である。それに対応するシナプス前膜上の主要なリガンドはニューレキシン（neurexin）である。細胞表面のニューロリギンが、軸索上にシナプス小胞を集積させる能力は、ニューロリギンを強制発現する非神経細胞の上で、神経細胞を培養するin vitroアッセイ系を用いることによって初めて明らかになった<ref name=ref6><pubmed>10892652</pubmed></ref>（図2B)。しかし、''in vitro''アッセイ系で見られるニューロリギンなどのシナプス接着分子の作用には、非神経細胞上にデフォールトで発現しているカドヘリンのような別の接着分子の存在が前提になるようである<ref><pubmed>29760652</pubmed></ref>。また、RIM、RIM-BP、liprin、Munc13、ELKSを含むいくつかのタンパク質ファミリーが、シナプス前部の重要な足場分子として同定されており<ref name=ref8><pubmed>22794257</pubmed></ref>、シナプス前膜のLAR-~~RPTPs（受容体型膜貫通チロシンホスファターゼ）を通じてアクティブゾーンを形成に預かる~~<ref><pubmed>23916315</pubmed></ref>。		シナプス前部とシナプス後部をつなぐ細胞接着分子は多数ある（[[シナプス接着因子]]の項参考）。それらを代表するものの1つは、シナプス後部の膜に存在するタンパク質であるニューロリギン（neuroligin）である。それに対応するシナプス前膜上の主要なリガンドはニューレキシン（neurexin）である。細胞表面のニューロリギンが、軸索上にシナプス小胞を集積させる能力は、ニューロリギンを強制発現する非神経細胞の上で、神経細胞を培養するin vitroアッセイ系を用いることによって初めて明らかになった<ref name=ref6><pubmed>10892652</pubmed></ref>（図2B)。しかし、''in vitro''アッセイ系で見られるニューロリギンなどのシナプス接着分子の作用には、非神経細胞上にデフォールトで発現しているカドヘリンのような別の接着分子の存在が前提になるようである<ref><pubmed>29760652</pubmed></ref>。また、RIM、RIM-BP、liprin、Munc13、ELKSを含むいくつかのタンパク質ファミリーが、シナプス前部の重要な足場分子として同定されており<ref name=ref8><pubmed>22794257</pubmed></ref>、シナプス前膜のLAR-RPTPs（受容体型膜貫通チロシンホスファターゼ）を通じてアクティブゾーンの形成に預かる<ref><pubmed>23916315</pubmed></ref>。

	一方、シナプス後部の樹状突起内の一部の神経伝達物質受容体や足場分子は、ニューロリギンのリガンドであるニューレキシンを発現させた非神経細胞と接触する部位で凝集する<ref name=ref5><pubmed>15620359</pubmed></ref>（図2B）。このような神経伝達物質受容体とそのシグナル伝達タンパク質の一部は、アクチン細胞骨格との直接的および間接的な相互作用を介して固定されている。特に、興奮性シナプスで顕著な[[シナプス後肥厚]]（postsynaptic density)においては、複数のPDZドメインを持った[[PSD95]]などの細胞内タンパク質が、PDZドメイン結合モチーフを持つニューロリギンなどの膜貫通型接着分子、神経伝達物質受容体、イオンチャネルと複数結合することで、シナプス後部の構成要素をつなぐ足場分子として機能し、ShankやHomerなどの他の足場分子とともに、シナプス構造の構築に関与すると考えられる<ref name=ref9><pubmed>22046028</pubmed></ref><ref><pubmed>28577431</pubmed></ref><ref><pubmed>28179641</pubmed></ref>。一方、抑制性シナプスのシナプス後部では、ゲフィリン（gephyrin）が重要な足場分子として機能する<ref><pubmed>24552784</pubmed></ref><ref><pubmed>28460365</pubmed></ref>。		一方、シナプス後部の樹状突起内の一部の神経伝達物質受容体や足場分子は、ニューロリギンのリガンドであるニューレキシンを発現させた非神経細胞と接触する部位で凝集する<ref name=ref5><pubmed>15620359</pubmed></ref>（図2B）。このような神経伝達物質受容体とそのシグナル伝達タンパク質の一部は、アクチン細胞骨格との直接的および間接的な相互作用を介して固定されている。特に、興奮性シナプスで顕著な[[シナプス後肥厚]]（postsynaptic density)においては、複数のPDZドメインを持った[[PSD95]]などの細胞内タンパク質が、PDZドメイン結合モチーフを持つニューロリギンなどの膜貫通型接着分子、神経伝達物質受容体、イオンチャネルと複数結合することで、シナプス後部の構成要素をつなぐ足場分子として機能し、ShankやHomerなどの他の足場分子とともに、シナプス構造の構築に関与すると考えられる<ref name=ref9><pubmed>22046028</pubmed></ref><ref><pubmed>28577431</pubmed></ref><ref><pubmed>28179641</pubmed></ref>。一方、抑制性シナプスのシナプス後部では、ゲフィリン（gephyrin）が重要な足場分子として機能する<ref><pubmed>24552784</pubmed></ref><ref><pubmed>28460365</pubmed></ref>。

2020年10月22日 (木) 19:48にMasahitoyamagataによる

2020-10-22T19:48:50Z

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2020年10月22日 (木) 01:49にMasahitoyamagataによる

2020-10-22T01:49:41Z

← 古い版		2020年10月22日 (木) 10:49時点における版
8行目:		8行目:
	英：synapse formation, synaptogenesis		英：synapse formation, synaptogenesis
	{{box\|text=		{{box\|text=
	神経細胞とその相手の細胞（神経細胞、筋肉など）は、シナプスという特殊化した細胞接着構造で結合している。シナプス形成とは、神経回路形成において、機能するシナプスができあがるまでの過程である。化学シナプスの形成には、シナプス前部（通常は軸索）が、シナプス後部（神経細胞の樹状突起、筋肉など）となる標的細胞の適切な細胞上の適切な位置に結合すること（シナプス特異性）と、シナプス前部と後部がシナプス間隙を介して同じ場所に配向して、シナプス前部にシナプス小胞や分泌装置の蓄積、シナプス後部に神経伝達物質受容体の集合やシナプス重厚部が生じるということ（シナプス分化）がある。シナプス形成は、シナプス前部とシナプス後部の間の相互作用によって制御されており、このような細胞間相互作用を担うシナプス接着分子、細胞外マトリックス分子、更に分泌性因子が同定されている。また、グリア細胞など神経細胞以外のプレーヤーの関与も重要である。神経系の発達期や臨界期においては、化学シナプス形成は過剰に行われ、神経活動などの影響により、シナプス刈り込みにより再編成される。また、発達中のシナプス形成とも共通する成熟した神経系でのシナプス新生や構造変化は、学習と記憶にも重要な役割をし、シナプス形成の異常は、自閉症、精神疾患、認知症などの原因になると考えられている。}}		神経細胞とその相手の細胞（神経細胞、筋肉など）は、シナプスという特殊化した細胞接着構造で結合している。シナプス形成とは、神経回路形成において、機能するシナプスができあがるまでの過程である。化学シナプスの形成には、シナプス前部（通常は軸索）が、シナプス後部（神経細胞の樹状突起、筋肉など）となる標的細胞の適切な細胞上の適切な位置に結合すること（シナプス特異性）と、シナプス前部と後部がシナプス間隙を介して同じ場所に配向して、シナプス前部にシナプス小胞や分泌装置の蓄積、シナプス後部に神経伝達物質受容体の集合やシナプス後肥厚が生じるということ（シナプス分化）がある。シナプス形成は、シナプス前部とシナプス後部の間の相互作用によって制御されており、このような細胞間相互作用を担うシナプス接着分子、細胞外マトリックス分子、更に分泌性因子が同定されている。また、グリア細胞など神経細胞以外のプレーヤーの関与も重要である。神経系の発達期や臨界期においては、化学シナプス形成は過剰に行われ、神経活動などの影響により、シナプス刈り込みにより再編成される。また、発達中のシナプス形成とも共通する成熟した神経系でのシナプス新生や構造変化は、学習と記憶にも重要な役割をし、シナプス形成の異常は、自閉症、精神疾患、認知症などの原因になると考えられている。}}

	==はじめに==		==はじめに==

Masahitoyamagata: /* シナプス形成の３ステップについての概観 */

2020-10-22T01:06:23Z

シナプス形成の３ステップについての概観

← 古い版		2020年10月22日 (木) 10:06時点における版
13行目:		13行目:
	神経細胞は、[[シナプス]]で適切に結合、情報伝達し、情報処理ユニットとして機能している。シナプス形成は、神経細胞の間で適切な場所で生じるシナプスの構造構築から機能発現までの過程であるが、正常の発生だけでなく、再生や可塑性でも見られ、正常発生でのシナプス形成と基本的には共通するものであると考えられる。しかし、シナプス形成といった場合、発生における化学シナプスの構造構築について議論されることが多いので、本項目もそれを中心に扱う。また、化学シナプスの形成とは本質的に構造の異なる[[電気シナプス]]（ギャップジャンクション）の形成については、化学シナプス形成との関係性もあると考えられる<ref><pubmed>23237660</pubmed></ref><ref><pubmed>28170151 </pubmed></ref><ref><pubmed>32883654</pubmed></ref>が、本項目では扱わない。		神経細胞は、[[シナプス]]で適切に結合、情報伝達し、情報処理ユニットとして機能している。シナプス形成は、神経細胞の間で適切な場所で生じるシナプスの構造構築から機能発現までの過程であるが、正常の発生だけでなく、再生や可塑性でも見られ、正常発生でのシナプス形成と基本的には共通するものであると考えられる。しかし、シナプス形成といった場合、発生における化学シナプスの構造構築について議論されることが多いので、本項目もそれを中心に扱う。また、化学シナプスの形成とは本質的に構造の異なる[[電気シナプス]]（ギャップジャンクション）の形成については、化学シナプス形成との関係性もあると考えられる<ref><pubmed>23237660</pubmed></ref><ref><pubmed>28170151 </pubmed></ref><ref><pubmed>32883654</pubmed></ref>が、本項目では扱わない。

	==~~シナプス形成の３ステップについての概観~~==		==シナプス形成の３ステップ==
	===ステップ1：シナプス特異性===		===ステップ1：シナプス特異性===
	軸索は[[軸索ガイダンス]]により、標的細胞近辺に到達する。軸索は特定の標的細胞と特異的にシナプス結合することで、情報を処理できる機能的回路を作る（celluar specificity）。また、シナプスはシナプス後細胞上の特定の部位に形成される（subcellular specificity）<ref><pubmed>19575668</pubmed></ref><ref><pubmed>26656254</pubmed></ref>。この初期のステップについては、「[[標的認識]]」の項を参考にされたい。神経伝達物質や標的細胞が持つ受容体などのシナプスの神経化学的形質は、遺伝子にプログラムされて発生していく神経系の細胞に内在的なものと大方考えられているが、シナプス形成後の誘導により変換するケースもあるかもしれない<ref><pubmed>10202548</pubmed></ref>。		軸索は[[軸索ガイダンス]]により、標的細胞近辺に到達する。軸索は特定の標的細胞と特異的にシナプス結合することで、情報を処理できる機能的回路を作る（celluar specificity）。また、シナプスはシナプス後細胞上の特定の部位に形成される（subcellular specificity）<ref><pubmed>19575668</pubmed></ref><ref><pubmed>26656254</pubmed></ref>。この初期のステップについては、「[[標的認識]]」の項を参考にされたい。神経伝達物質や標的細胞が持つ受容体などのシナプスの神経化学的形質は、遺伝子にプログラムされて発生していく神経系の細胞に内在的なものと大方考えられているが、シナプス形成後の誘導により変換するケースもあるかもしれない<ref><pubmed>10202548</pubmed></ref>。

Masahitoyamagata: /* シナプス形成におけるグリア細胞の役割 */

2020-10-22T01:05:56Z

シナプス形成におけるグリア細胞の役割

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	==シナプス形成におけるグリア細胞の役割==		==シナプス形成におけるグリア細胞の役割==
	これまでシナプス前部とシナプス後部の接点のみに焦点を当ててきたが、シナプス形成には第3の細胞要素であるグリア細胞も関与している<ref><pubmed>30309945</pubmed></ref><ref><pubmed>30347385</pubmed></ref>。シュワン細胞は神経筋接合部のグリア細胞であり、[[アストロサイト]]は中枢シナプスのグリア細胞である。シュワン細胞がシナプス形成や維持に与える影響については、シュワン細胞を除去した動物での神経筋接合部の異常から考察されている<ref><pubmed>27656017</pubmed></ref>。		これまでシナプス前部とシナプス後部の接点のみに焦点を当ててきたが、シナプス形成には第3の細胞要素であるグリア細胞も関与している<ref><pubmed>30309945</pubmed></ref><ref><pubmed>30359597</pubmed></ref><ref><pubmed>30347385</pubmed></ref>。シュワン細胞は神経筋接合部のグリア細胞であり、[[アストロサイト]]は中枢シナプスのグリア細胞である。シュワン細胞がシナプス形成や維持に与える影響については、シュワン細胞を除去した動物での神経筋接合部の異常から考察されている<ref><pubmed>27656017</pubmed></ref>。

	グリア細胞の細胞表面にある分子と外部に分泌される分子の両方がシナプス形成に必要である。巨大な細胞外マトリックス分子であるトロンボスポンジン(thrombospondin) <ref><pubmed>15707899</pubmed></ref>、脂質であるコレステロール<ref><pubmed>12648780</pubmed></ref>、ヘヴィン（hevin) <ref><pubmed>21788491</pubmed></ref>などである。アストロサイトから分泌されるヘヴィンは、通常は相互作用しない細胞接着分子であるニューレキシンとニューロリギンの一部のアイソフォームを架橋することにより、シナプス形成を促進する<ref><pubmed>26771491</pubmed></ref>。アストロサイト上のグリピカン（glypican)は、シナプス前終末からAMPAレセプタークラスタリング因子ペントラキシン1(pentraxin1)の放出を誘発する<ref><pubmed>29024665</pubmed></ref><ref><pubmed>27986928</pubmed></ref>。また、シナプス形成に拮抗するSPARCなどのシナプスの負の調節因子も知られている<ref><pubmed>21788491</pubmed></ref>。また[[ミクログリア]]は、シナプス刈り込みに関与することで、神経回路の再編に関与する<ref><pubmed>31283900</pubmed></ref>。		グリア細胞の細胞表面にある分子と外部に分泌される分子の両方がシナプス形成に必要である。巨大な細胞外マトリックス分子であるトロンボスポンジン(thrombospondin) <ref><pubmed>15707899</pubmed></ref>、脂質であるコレステロール<ref><pubmed>12648780</pubmed></ref>、ヘヴィン（hevin) <ref><pubmed>21788491</pubmed></ref>などである。アストロサイトから分泌されるヘヴィンは、通常は相互作用しない細胞接着分子であるニューレキシンとニューロリギンの一部のアイソフォームを架橋することにより、シナプス形成を促進する<ref><pubmed>26771491</pubmed></ref>。アストロサイト上のグリピカン（glypican)は、シナプス前終末からAMPAレセプタークラスタリング因子ペントラキシン1(pentraxin1)の放出を誘発する<ref><pubmed>29024665</pubmed></ref><ref><pubmed>27986928</pubmed></ref>。また、シナプス形成に拮抗するSPARCなどのシナプスの負の調節因子も知られている<ref><pubmed>21788491</pubmed></ref>。また[[ミクログリア]]は、シナプス刈り込みに関与することで、神経回路の再編に関与する<ref><pubmed>31283900</pubmed></ref>。

Masahitoyamagata: /* 中枢神経系のシナプス形成 */

2020-10-22T01:05:05Z

中枢神経系のシナプス形成

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	==中枢神経系のシナプス形成==		==中枢神経系のシナプス形成==
	中枢神経系のシナプスの形成も神経筋接合部のシナプス形成と類似した点が多い。中枢シナプスにおけるシナプス前部とシナプス後部の間の相互作用は、基本的に予め合成されたシナプス構成要素の位置を制御し合うことで、お互いの分化を制御しシナプスを形成すると考えられる<ref><pubmed>2655146</pubmed></ref><ref><pubmed>14556707</pubmed></ref><ref><pubmed>17417940</pubmed></ref><ref><pubmed>27462810</pubmed></ref><ref><pubmed>29096080</pubmed></ref><ref><pubmed>30359597</pubmed></ref>。そこでは、神経筋接合部のシナプス核のように転写レベルで局所的にシナプス構成要素の生合成を制御することはないが、シナプス近辺での局所的なmRNA翻訳や分解の制御はありうる<ref><pubmed>30861464</pubmed></ref>。その結果、中枢シナプスでも、神経筋接合部と同じように、神経伝達物質の受容体がシナプス後膜に集中し<ref><pubmed>22046028</pubmed></ref>、神経伝達物質の違いはあるもののシナプス前部におけるシナプス小胞の分子的な成り立ちも基本的には同じであるように見える<ref><pubmed>22794257</pubmed></ref>（図1B）。しかし、中枢シナプスの後部は、神経伝達物質受容体の分子種も異なり、その足場となる分子種も神経筋接合部とは大きく異なっている。特に、神経筋接合部では基底膜という細胞外マトリックスであったシナプス間隙（約50nm）の様相は中枢シナプスでは全く異なっており典型的な細胞外マトリックスは存在しない。中枢シナプスでは、約20nmのシナプス間隙で直接接触するシナプス前膜とシナプス後膜の間に存在する細胞間接着がその相互作用の中心であると考えられている<ref><pubmed>14519398</pubmed></ref><ref><pubmed>22278667</pubmed></ref><ref><pubmed>20832286</pubmed></ref><ref><pubmed>30359597</pubmed></ref><ref><pubmed>32359437</pubmed></ref>（図１B)。		中枢神経系のシナプスの形成も神経筋接合部のシナプス形成と類似した点が多い。中枢シナプスにおけるシナプス前部とシナプス後部の間の相互作用は、基本的に予め合成されたシナプス構成要素の位置を制御し合うことで、お互いの分化を制御しシナプスを形成すると考えられる<ref><pubmed>2655146</pubmed></ref><ref><pubmed>14556707</pubmed></ref><ref><pubmed>17417940</pubmed></ref><ref><pubmed>27462810</pubmed></ref><ref><pubmed>29096080</pubmed></ref><ref><pubmed>30359597</pubmed></ref>。そこでは、神経筋接合部のシナプス核のように転写レベルで局所的にシナプス構成要素の生合成を制御することはないが、シナプス近辺での局所的なmRNA翻訳や分解の制御はありうる<ref><pubmed>30861464</pubmed></ref>。その結果、中枢シナプスでも、神経筋接合部と同じように、神経伝達物質の受容体がシナプス後膜に集中し<ref><pubmed>22046028</pubmed></ref>、神経伝達物質の違いはあるもののシナプス前部におけるシナプス小胞の分子的な成り立ちも基本的には同じであるように見える<ref><pubmed>22794257</pubmed></ref>（図1B）。しかし、中枢シナプスの後部は、神経伝達物質受容体の分子種も異なり、その足場となる分子種も神経筋接合部とは大きく異なっている。特に、神経筋接合部では基底膜という細胞外マトリックスであったシナプス間隙（約50nm）の様相は中枢シナプスでは全く異なっており典型的な細胞外マトリックスは存在しない。中枢シナプスでは、約20nmのシナプス間隙で直接接触するシナプス前膜とシナプス後膜の間に存在する細胞間接着がその相互作用の中心であると考えられている<ref><pubmed>14519398</pubmed></ref><ref><pubmed>22278667</pubmed></ref><ref><pubmed>3492943</pubmed></ref><ref><pubmed>20832286</pubmed></ref><ref><pubmed>30359597</pubmed></ref><ref><pubmed>32359437</pubmed></ref>（図１B)。

	===中枢シナプス形成のオーガナイザー===		===中枢シナプス形成のオーガナイザー===
	シナプス前部とシナプス後部をつなぐ細胞接着分子は多数ある（[[シナプス接着因子]]の項参考）。それらを代表するものの1つは、シナプス後部の膜に存在するタンパク質であるニューロリギン（neuroligin）である。それに対応するシナプス前膜上の主要なリガンドはニューレキシン（neurexin）である。細胞表面のニューロリギンが、軸索上にシナプス小胞を集積させる能力は、ニューロリギンを強制発現する非神経細胞の上で、神経細胞を培養するin vitroアッセイ系を用いることによって初めて明らかになった<ref><pubmed>10892652</pubmed></ref>（図2B)。しかし、in vitroアッセイ系で見られるニューロリギンなどのシナプス接着分子の作用には、非神経細胞上にデフォールトで発現しているカドヘリンのような別の接着分子の存在が前提になるようである<ref><pubmed>29760652</pubmed></ref>。また、RIM、RIM-BP、liprin、Munc13、ELKSを含むいくつかのタンパク質ファミリーが、シナプス前部の重要な足場分子として同定されており<ref><pubmed>22794257</pubmed></ref>~~、シナプス前部表面のLAR~~-RPTPs（受容体型膜貫通チロシンホスファターゼ）を通じてアクティブゾーンを形成に預かる<ref><pubmed>23916315</pubmed></ref>。		シナプス前部とシナプス後部をつなぐ細胞接着分子は多数ある（[[シナプス接着因子]]の項参考）。それらを代表するものの1つは、シナプス後部の膜に存在するタンパク質であるニューロリギン（neuroligin）である。それに対応するシナプス前膜上の主要なリガンドはニューレキシン（neurexin）である。細胞表面のニューロリギンが、軸索上にシナプス小胞を集積させる能力は、ニューロリギンを強制発現する非神経細胞の上で、神経細胞を培養するin vitroアッセイ系を用いることによって初めて明らかになった<ref><pubmed>10892652</pubmed></ref>（図2B)。しかし、in vitroアッセイ系で見られるニューロリギンなどのシナプス接着分子の作用には、非神経細胞上にデフォールトで発現しているカドヘリンのような別の接着分子の存在が前提になるようである<ref><pubmed>29760652</pubmed></ref>。また、RIM、RIM-BP、liprin、Munc13、ELKSを含むいくつかのタンパク質ファミリーが、シナプス前部の重要な足場分子として同定されており<ref><pubmed>22794257</pubmed></ref>、シナプス前膜のLAR-RPTPs（受容体型膜貫通チロシンホスファターゼ）を通じてアクティブゾーンを形成に預かる<ref><pubmed>23916315</pubmed></ref>。

	一方、シナプス後部の樹状突起内の一部の神経伝達物質受容体や足場分子は、ニューロリギンのリガンドであるニューレキシンを発現させた非神経細胞と接触する部位で凝集する<ref><pubmed>15620359</pubmed></ref>（図2B）。このような神経伝達物質受容体とそのシグナル伝達タンパク質の一部は、アクチン細胞骨格との直接的および間接的な相互作用を介して固定されている。特に、興奮性シナプスで顕著な[[シナプス後肥厚]]（postsynaptic density)においては、複数のPDZドメインを持った[[PSD95]]などの細胞内タンパク質が、PDZドメイン結合モチーフを持つニューロリギンなどの膜貫通型接着分子、神経伝達物質受容体、イオンチャネルと複数結合することで、シナプス後部の構成要素をつなぐ足場分子として機能し、ShankやHomerなどの他の足場分子とともに、シナプス構造の構築に関与すると考えられる<ref><pubmed>22046028</pubmed></ref><ref><pubmed>28577431</pubmed></ref><ref><pubmed>28179641</pubmed></ref>。一方、抑制性シナプスのシナプス後部では、ゲフィリン（gephyrin）が重要な足場分子として機能する<ref><pubmed>24552784</pubmed></ref><ref><pubmed>28460365</pubmed></ref>。		一方、シナプス後部の樹状突起内の一部の神経伝達物質受容体や足場分子は、ニューロリギンのリガンドであるニューレキシンを発現させた非神経細胞と接触する部位で凝集する<ref><pubmed>15620359</pubmed></ref>（図2B）。このような神経伝達物質受容体とそのシグナル伝達タンパク質の一部は、アクチン細胞骨格との直接的および間接的な相互作用を介して固定されている。特に、興奮性シナプスで顕著な[[シナプス後肥厚]]（postsynaptic density)においては、複数のPDZドメインを持った[[PSD95]]などの細胞内タンパク質が、PDZドメイン結合モチーフを持つニューロリギンなどの膜貫通型接着分子、神経伝達物質受容体、イオンチャネルと複数結合することで、シナプス後部の構成要素をつなぐ足場分子として機能し、ShankやHomerなどの他の足場分子とともに、シナプス構造の構築に関与すると考えられる<ref><pubmed>22046028</pubmed></ref><ref><pubmed>28577431</pubmed></ref><ref><pubmed>28179641</pubmed></ref>。一方、抑制性シナプスのシナプス後部では、ゲフィリン（gephyrin）が重要な足場分子として機能する<ref><pubmed>24552784</pubmed></ref><ref><pubmed>28460365</pubmed></ref>。