樹状突起スパイン - 版の履歴

WikiSysop: /* 内部構造 */

2020-03-06T14:33:30Z

内部構造

← 古い版		2020年3月6日 (金) 23:33時点における版
42行目:		42行目:
	スパイン内には[[細胞骨格]]タンパク質である[[アクチン]]線維が樹状突起本幹よりも高密度に存在する。アクチン線維は一方の断端から継続的に単量体アクチン分子が重合し、反対側の断端から継続的に脱重合を行う[[トレッドミル]]を行なって、スパイン形態を内側から支える力を発生する<ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref> 。スパイン内のアクチン線維はターンオーバーの速度の違いなどから、「dynamic pool」「stable pool」とネックのアクチン線維の少なくとも3種類に分類される<ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref> 。アクチン線維は後述するシナプス可塑性にも重要な役割を果たすことが明らかになりつつある<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Fukazawa2003><pubmed>12741991</pubmed></ref><ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref> 。アクチンのスパイン内の分布と重合-脱重合は[[コフィリン]]、[[コータクチン]]、[[ドレブリン]]などの[[アクチン結合タンパク質]]や[[RhoA]]、[[Rac]]、[[Cdc42]]などの[[低分子GTP結合タンパク質]]等によって制御される。		スパイン内には[[細胞骨格]]タンパク質である[[アクチン]]線維が樹状突起本幹よりも高密度に存在する。アクチン線維は一方の断端から継続的に単量体アクチン分子が重合し、反対側の断端から継続的に脱重合を行う[[トレッドミル]]を行なって、スパイン形態を内側から支える力を発生する<ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref> 。スパイン内のアクチン線維はターンオーバーの速度の違いなどから、「dynamic pool」「stable pool」とネックのアクチン線維の少なくとも3種類に分類される<ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref> 。アクチン線維は後述するシナプス可塑性にも重要な役割を果たすことが明らかになりつつある<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Fukazawa2003><pubmed>12741991</pubmed></ref><ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref> 。アクチンのスパイン内の分布と重合-脱重合は[[コフィリン]]、[[コータクチン]]、[[ドレブリン]]などの[[アクチン結合タンパク質]]や[[RhoA]]、[[Rac]]、[[Cdc42]]などの[[低分子GTP結合タンパク質]]等によって制御される。

	スパインに存在する[[オルガネラ]]（[[細胞内小器官]]）として、大きいスパインに[[スパインアパラタス]]([[spine apparatus]])と呼ばれる複雑な形状をした[[滑面小胞体]]が存在してカルシウムイオンなどの物質の回収・貯蔵を行う。また新規タンパク合成に関係する[[ポリリボゾーム]]（複数のリボゾームと[[mRNA]]の複合体）が[[長期増強現象]](([[long-term potentiation]]; [[LTP]])刺激（後述）によって樹状突起本幹からスパインに移動するという報告がある<ref name=Ostroff2002><pubmed>12165474</pubmed></ref> 。		スパインに存在する[[オルガネラ]]（[[細胞内小器官]]）として、大きいスパインに[[スパインアパラタス]]([[spine apparatus]])と呼ばれる複雑な形状をした[[滑面小胞体]]が存在してカルシウムイオンなどの物質の回収・貯蔵を行う。また新規タンパク合成に関係する[[ポリリボゾーム]]（複数のリボゾームと[[mRNA]]の複合体）が[[長期増強現象]]([[long-term potentiation]]; [[LTP]])刺激（後述）によって樹状突起本幹からスパインに移動するという報告がある<ref name=Ostroff2002><pubmed>12165474</pubmed></ref> 。

	スパイン内のタンパク質は常に新陳代謝を繰り返しながら一定の範囲内の数に制御されて、スパイン内の定められた位置に局在しスパインの機能を実行している<ref name=Cajigas2010><pubmed>20717144</pubmed></ref> 。しかし、スパイン体積が0.02~0.8 µm<sup>3</sup>と小さいので、分子によってはスパインあたりの存在数が少なく、スパイン機能に大きなバラツキを与える分子もある（例えばNMDA型グルタミン酸受容体は1つのスパインにつき0-20個程度しか存在しないとされる）<ref name=Ribrault2011><pubmed>21685931</pubmed></ref> 。このような神経回路にゆらぎを与える要因の存在は興味深い。		スパイン内のタンパク質は常に新陳代謝を繰り返しながら一定の範囲内の数に制御されて、スパイン内の定められた位置に局在しスパインの機能を実行している<ref name=Cajigas2010><pubmed>20717144</pubmed></ref> 。しかし、スパイン体積が0.02~0.8 µm<sup>3</sup>と小さいので、分子によってはスパインあたりの存在数が少なく、スパイン機能に大きなバラツキを与える分子もある（例えばNMDA型グルタミン酸受容体は1つのスパインにつき0-20個程度しか存在しないとされる）<ref name=Ribrault2011><pubmed>21685931</pubmed></ref> 。このような神経回路にゆらぎを与える要因の存在は興味深い。

2020年3月6日 (金) 14:32にWikiSysopによる

2020-03-06T14:32:09Z

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WikiSysop: /* スパインが伝える情報と学習 */

2020-03-06T13:57:47Z

スパインが伝える情報と学習

← 古い版		2020年3月6日 (金) 22:57時点における版
65行目:		65行目:
	樹状突起では、距離の近いシナプスへの入力が電位依存性チャネルなどの影響を受け、膜電位が非線形的な増幅を受けて、いわゆる樹状突起スパイク(dendritic spike)を発生することが知られている<ref name=Losonczy2006><pubmed>16630839</pubmed></ref><ref name=Polsky2009><pubmed>19776275</pubmed></ref> 。距離の近いスパイン同士が類似の機能を持っていることは、樹状突起が、このような非線形的な膜電位の増幅を利用した計算を行っている可能性を示唆している<ref name=Mel2017><pubmed>28453975</pubmed></ref><ref name=Poirazi2003><pubmed>12670427</pubmed></ref> 。		樹状突起では、距離の近いシナプスへの入力が電位依存性チャネルなどの影響を受け、膜電位が非線形的な増幅を受けて、いわゆる樹状突起スパイク(dendritic spike)を発生することが知られている<ref name=Losonczy2006><pubmed>16630839</pubmed></ref><ref name=Polsky2009><pubmed>19776275</pubmed></ref> 。距離の近いスパイン同士が類似の機能を持っていることは、樹状突起が、このような非線形的な膜電位の増幅を利用した計算を行っている可能性を示唆している<ref name=Mel2017><pubmed>28453975</pubmed></ref><ref name=Poirazi2003><pubmed>12670427</pubmed></ref> 。

	実際に、上肢による運動学習の際にマウス大脳皮質運動野の5層錐体細胞の樹状突起に新規生成されたスパインは先行して新生したスパインの近傍に生じる傾向があったという<ref name=Fu2012><pubmed>22343892</pubmed></ref><ref name=Lu2017><pubmed>27637453</pubmed></ref> 。また、運動学習によって新規生成された樹状突起スパインが睡眠時に消去されやすいことも別のグループから報告されている<ref name=Li2017><pubmed>28092659</pubmed></ref> 。学習によって、スパインは冗長的に生成され、比較的不安定な状態にあり、その後の学習や睡眠で適したものを選択して神経回路を最適化するのかもしれない。記憶・学習に関係する神経回路に組み込まれるためには、スパイン体積増大によって消去を免れる処置がその過程に関与するか否か、今後調べられていくと思われる<ref name=Hayashi-Takagi2015><pubmed>26352471</pubmed></ref><ref name=Roberts2010><pubmed>20164928</pubmed></ref> 。		実際に、上肢による運動学習の際にマウス大脳皮質運動野の5層錐体細胞の樹状突起に新規生成されたスパインは先行して新生したスパインの近傍に生じる傾向があったという<ref name=Fu2012><pubmed>22343892</pubmed></ref><ref name=Lu2017><pubmed>27637453</pubmed></ref> 。また、運動学習によって新規生成された樹状突起スパインが睡眠時に消去されやすいことも別のグループから報告されている<ref name=Li2017><pubmed>28092659</pubmed></ref> 。学習によって、スパインは冗長的に生成され、比較的不安定な状態にあり、その後の学習や睡眠で適したものを選択して神経回路を最適化するのかもしれない。スパイン体積変化が記憶・学習過程にどのように関係するのか、あるいは、周囲のスパインとの相互作用はどのような分子メカニズムで行われるのかなどが、今後調べられていくと思われる<ref name=Hayashi-Takagi2015><pubmed>26352471</pubmed></ref><ref name=Roberts2010><pubmed>20164928</pubmed></ref> 。

	== 樹状突起スパインと精神・神経疾患、発達障害 ==		== 樹状突起スパインと精神・神経疾患、発達障害 ==

2020年3月6日 (金) 05:26にWikiSysopによる

2020-03-06T05:26:27Z

← 古い版		2020年3月6日 (金) 14:26時点における版
26行目:		26行目:

	=== スパイン頭部、スパインネックと機能 ===		=== スパイン頭部、スパインネックと機能 ===
			[[ファイル:Noguchi Spine Fig 3.jpg\|サムネイル\|'''図3. 樹状突起スパインの体積とスパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体数の関係のモデル<ref name=Noguchi2011 /><ref name=Matsuzaki2001 />。<br>A, B.''' ラット海馬培養スライスや生体マウス大脳皮質の神経細胞の樹状突起において、機能的なAMPA型グルタミン酸受容体数はスパイン頭部体積に比例的であることが示された。また、単一スパイン(図の３番のスパイン)にシナプス可塑性刺激（長期増強; Long-term potentiation (LTP) 刺激) を加えたとき、刺激スパインのグルタミン酸受容体数が増加し、スパイン頭部体積も増加した<ref name= Harvey2007 />。]]
	スパインは、ふくらんだスパイン頭部(spine head)と、樹状突起本幹と頭部とを結ぶ細いスパインネック(頚部)(spine neck)から成る('''図1''')。形態的特徴から、頭部が大きい「mushroom spine」、頭部が比較的小さく細長い「thin spine」、ネックがほとんど無い「stubby spine」に分類されることもある。スパイン頭部が不明瞭で細長い「フィロポディア」も存在するが厳密にはスパインに分類されない。実際の樹状突起の電子顕微鏡画像や蛍光顕微鏡画像を詳細にみると、頭部あるいはネックの形態はそれぞれのスパインごとに異なっており、それぞれのスパインで独立した制御が可能であることを示している。		スパインは、ふくらんだスパイン頭部(spine head)と、樹状突起本幹と頭部とを結ぶ細いスパインネック(頚部)(spine neck)から成る('''図1''')。形態的特徴から、頭部が大きい「mushroom spine」、頭部が比較的小さく細長い「thin spine」、ネックがほとんど無い「stubby spine」に分類されることもある。スパイン頭部が不明瞭で細長い「フィロポディア」も存在するが厳密にはスパインに分類されない。実際の樹状突起の電子顕微鏡画像や蛍光顕微鏡画像を詳細にみると、頭部あるいはネックの形態はそれぞれのスパインごとに異なっており、それぞれのスパインで独立した制御が可能であることを示している。

54行目:		55行目:

	培養神経細胞や脳スライス標本、あるいは生体を用いた実験でシナプス可塑性が確認されている刺激条件として、長期増強(long-term potentiation; LTP)刺激、あるいは[[長期抑制]](long-term depression; [[LTD]])刺激などがある。実際に、生体の記憶・学習の結果、長期増強などの実験的なシナプス可塑性の生じやすさも影響を受けることから、実験的なシナプス可塑性と実際の記憶・学習におけるシナプス可塑性のシグナルの伝達経路は（少なくとも部分的に）共通であると考えられる。		培養神経細胞や脳スライス標本、あるいは生体を用いた実験でシナプス可塑性が確認されている刺激条件として、長期増強(long-term potentiation; LTP)刺激、あるいは[[長期抑制]](long-term depression; [[LTD]])刺激などがある。実際に、生体の記憶・学習の結果、長期増強などの実験的なシナプス可塑性の生じやすさも影響を受けることから、実験的なシナプス可塑性と実際の記憶・学習におけるシナプス可塑性のシグナルの伝達経路は（少なくとも部分的に）共通であると考えられる。
	[[ファイル:Noguchi Spine Fig 3.jpg\|サムネイル\|'''図3. 樹状突起スパインの体積とスパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体数の関係のモデル<ref name=Noguchi2011 /><ref name=Matsuzaki2001 />。<br>A, B.''' ラット海馬培養スライスや生体マウス大脳皮質の神経細胞の樹状突起において、機能的なAMPA型グルタミン酸受容体数はスパイン頭部体積に比例的であることが示された。また、単一スパイン(図の３番のスパイン)にシナプス可塑性刺激（長期増強; Long-term potentiation (LTP) 刺激) を加えたとき、刺激スパインのグルタミン酸受容体数が増加し、スパイン頭部体積も増加した<ref name= Harvey2007 />。]]
	ケイジドグルタミン酸の2光子光分解法(アンケイジング)を用いて、グルタミン酸を目的スパインに頻回投与することによって、実験的なシナプス可塑性刺激を単一のスパインに与えることが実施されている<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Harvey2007><pubmed>18097401</pubmed></ref><ref name=Hayama2013><pubmed>23974706</pubmed></ref><ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref><ref name=Murakoshi2011><pubmed>21423166</pubmed></ref><ref name=Noguchi2019><pubmed>31558759</pubmed></ref><ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref> 。この方法やその他の実験方法を用いた報告から、シナプス長期増強刺激に応じて、樹状突起スパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体が増加し、これと同時にスパイン体積の増大が生じることが、げっ歯類海馬脳スライス標本において示された('''図3''')<ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref> 。同様にシナプス長期抑制刺激では、表面のグルタミン酸受容体数が減少し、これと同時にスパイン体積減少が生じた<ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref><ref name=Zhou2004><pubmed>15572107</pubmed></ref> 。		ケイジドグルタミン酸の2光子光分解法(アンケイジング)を用いて、グルタミン酸を目的スパインに頻回投与することによって、実験的なシナプス可塑性刺激を単一のスパインに与えることが実施されている<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Harvey2007><pubmed>18097401</pubmed></ref><ref name=Hayama2013><pubmed>23974706</pubmed></ref><ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref><ref name=Murakoshi2011><pubmed>21423166</pubmed></ref><ref name=Noguchi2019><pubmed>31558759</pubmed></ref><ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref> 。この方法やその他の実験方法を用いた報告から、シナプス長期増強刺激に応じて、樹状突起スパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体が増加し、これと同時にスパイン体積の増大が生じることが、げっ歯類海馬脳スライス標本において示された('''図3''')<ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref> 。同様にシナプス長期抑制刺激では、表面のグルタミン酸受容体数が減少し、これと同時にスパイン体積減少が生じた<ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref><ref name=Zhou2004><pubmed>15572107</pubmed></ref> 。

WikiSysop: /* シナプス可塑性とスパイン形態可塑性 */

2020-03-06T05:18:06Z

シナプス可塑性とスパイン形態可塑性

← 古い版		2020年3月6日 (金) 14:18時点における版
55行目:		55行目:
	培養神経細胞や脳スライス標本、あるいは生体を用いた実験でシナプス可塑性が確認されている刺激条件として、長期増強(long-term potentiation; LTP)刺激、あるいは[[長期抑制]](long-term depression; [[LTD]])刺激などがある。実際に、生体の記憶・学習の結果、長期増強などの実験的なシナプス可塑性の生じやすさも影響を受けることから、実験的なシナプス可塑性と実際の記憶・学習におけるシナプス可塑性のシグナルの伝達経路は（少なくとも部分的に）共通であると考えられる。		培養神経細胞や脳スライス標本、あるいは生体を用いた実験でシナプス可塑性が確認されている刺激条件として、長期増強(long-term potentiation; LTP)刺激、あるいは[[長期抑制]](long-term depression; [[LTD]])刺激などがある。実際に、生体の記憶・学習の結果、長期増強などの実験的なシナプス可塑性の生じやすさも影響を受けることから、実験的なシナプス可塑性と実際の記憶・学習におけるシナプス可塑性のシグナルの伝達経路は（少なくとも部分的に）共通であると考えられる。
	[[ファイル:Noguchi Spine Fig 3.jpg\|サムネイル\|'''図3. 樹状突起スパインの体積とスパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体数の関係のモデル<ref name=Noguchi2011 /><ref name=Matsuzaki2001 />。<br>A, B.''' ラット海馬培養スライスや生体マウス大脳皮質の神経細胞の樹状突起において、機能的なAMPA型グルタミン酸受容体数はスパイン頭部体積に比例的であることが示された。また、単一スパイン(図の３番のスパイン)にシナプス可塑性刺激（長期増強; Long-term potentiation (LTP) 刺激) を加えたとき、刺激スパインのグルタミン酸受容体数が増加し、スパイン頭部体積も増加した<ref name= Harvey2007 />。]]		[[ファイル:Noguchi Spine Fig 3.jpg\|サムネイル\|'''図3. 樹状突起スパインの体積とスパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体数の関係のモデル<ref name=Noguchi2011 /><ref name=Matsuzaki2001 />。<br>A, B.''' ラット海馬培養スライスや生体マウス大脳皮質の神経細胞の樹状突起において、機能的なAMPA型グルタミン酸受容体数はスパイン頭部体積に比例的であることが示された。また、単一スパイン(図の３番のスパイン)にシナプス可塑性刺激（長期増強; Long-term potentiation (LTP) 刺激) を加えたとき、刺激スパインのグルタミン酸受容体数が増加し、スパイン頭部体積も増加した<ref name= Harvey2007 />。]]
	ケイジドグルタミン酸の2光子光分解法(アンケイジング)を用いて、グルタミン酸を目的スパインに頻回投与することによって、実験的なシナプス可塑性刺激を単一のスパインに与えることが実施されている<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Harvey2007><pubmed>18097401</pubmed></ref><ref name=Hayama2013><pubmed>23974706</pubmed></ref><ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref><ref name=Murakoshi2011><pubmed>21423166</pubmed></ref><ref name=Noguchi2019><pubmed>31558759</pubmed></ref><ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref> 。この方法やその他の実験方法を用いた報告から、シナプス長期増強刺激に応じて、樹状突起スパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体が増加し、これと同時にスパイン体積の増大が生じることが、げっ歯類海馬脳スライス標本において示された('''図3''')<ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref> 。同様にシナプス長期抑制刺激では、表面のグルタミン酸受容体数が減少し、これと同時にスパイン体積減少が生じた<ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref><ref name=Zhou2004><pubmed>15572107</pubmed></ref> 。長期増強の際、グルタミン酸受容体は、エキソサイトーシスによって細胞内から細胞膜へ移行し、側方拡散によってシナプス部位へ移動するとされる。一方、長期抑制の際は、受容体のエンドサイトーシスによるスパイン表面からの除去が増加すると考えらえる<ref name=Choquet2018><pubmed>30381423</pubmed></ref> 。エンドサイトーシスはPSD近傍のエンドサイトーシスゾーン(endocytic zones)~~において主に生じるとされる（文献56)~~。スパイン体積変化に伴ってアクチン線維のリモデリング(再構成)が生じるが、リモデリング中やリモデリング後もしばらく以前の状態を何らかの形で保持しているのか否かといった問題など、記憶・学習などの基盤となる興味深い課題と思われる<ref name=Borovac2018><pubmed>30004015</pubmed></ref><ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref><ref name=Nakahata2018><pubmed>30210329</pubmed></ref> 。		ケイジドグルタミン酸の2光子光分解法(アンケイジング)を用いて、グルタミン酸を目的スパインに頻回投与することによって、実験的なシナプス可塑性刺激を単一のスパインに与えることが実施されている<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Harvey2007><pubmed>18097401</pubmed></ref><ref name=Hayama2013><pubmed>23974706</pubmed></ref><ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref><ref name=Murakoshi2011><pubmed>21423166</pubmed></ref><ref name=Noguchi2019><pubmed>31558759</pubmed></ref><ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref> 。この方法やその他の実験方法を用いた報告から、シナプス長期増強刺激に応じて、樹状突起スパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体が増加し、これと同時にスパイン体積の増大が生じることが、げっ歯類海馬脳スライス標本において示された('''図3''')<ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref> 。同様にシナプス長期抑制刺激では、表面のグルタミン酸受容体数が減少し、これと同時にスパイン体積減少が生じた<ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref><ref name=Zhou2004><pubmed>15572107</pubmed></ref> 。

			長期増強の際、グルタミン酸受容体は、エキソサイトーシスによって細胞内から細胞膜へ移行し、側方拡散によってシナプス部位へ移動するとされる。一方、長期抑制の際は、受容体のエンドサイトーシスによるスパイン表面からの除去が増加すると考えらえる<ref name=Choquet2018><pubmed>30381423</pubmed></ref> 。エンドサイトーシスはPSD近傍のエンドサイトーシスゾーン(endocytic zones)において主に生じるとされる<ref name=Cottrell2004><pubmed>15541315</pubmed></ref>。スパイン体積変化に伴ってアクチン線維のリモデリング(再構成)が生じるが、リモデリング中やリモデリング後もしばらく以前の状態を何らかの形で保持しているのか否かといった問題など、記憶・学習などの基盤となる興味深い課題と思われる<ref name=Borovac2018><pubmed>30004015</pubmed></ref><ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref><ref name=Nakahata2018><pubmed>30210329</pubmed></ref> 。

	== スパインが伝える情報と学習 ==		== スパインが伝える情報と学習 ==

WikiSysop: /* スパイン頭部、スパインネックと機能 */

2020-03-06T05:15:02Z

スパイン頭部、スパインネックと機能

← 古い版		2020年3月6日 (金) 14:15時点における版
34行目:		34行目:
	また、一定時間ごとに一部のスパインが取り除かれていくが、数日以上の時間スケールでは、体積の大きいスパインの方が小さいスパインより長寿命である傾向が報告されている<ref name=Holtmaat2005><pubmed>15664179</pubmed></ref><ref name=Yasumatsu2008><pubmed>19074033</pubmed></ref> 。体積の大きいスパインは前述のようにグルタミン酸受容体が多く存在して情報伝達効率も大きいことから、記憶・学習に伴って変更された神経回路が体積の大きいスパインによって長期間維持されると考えられる。		また、一定時間ごとに一部のスパインが取り除かれていくが、数日以上の時間スケールでは、体積の大きいスパインの方が小さいスパインより長寿命である傾向が報告されている<ref name=Holtmaat2005><pubmed>15664179</pubmed></ref><ref name=Yasumatsu2008><pubmed>19074033</pubmed></ref> 。体積の大きいスパインは前述のようにグルタミン酸受容体が多く存在して情報伝達効率も大きいことから、記憶・学習に伴って変更された神経回路が体積の大きいスパインによって長期間維持されると考えられる。
	[[File:Noguchi Spine Fig 4.jpg\|サムネイル\|'''図4. 抑制性シナプスも有する樹状突起スパインのモデル<br>A.''' 大脳皮質や線条体などのスパインには、興奮性のグルタミン酸シナプスに加えて、抑制性のGABAシナプスも持つものが存在する。<br>'''B.''' 抑制性シナプス入力は、静止膜電位付近においては、シャンティング(shunting; 短絡)によって興奮性入力によるシナプス後電位の上昇を抑制する。すなわち、抑制性シナプスが興奮性シナプスの機能を制御（ゲーティング）することが考えられる。]]		[[File:Noguchi Spine Fig 4.jpg\|サムネイル\|'''図4. 抑制性シナプスも有する樹状突起スパインのモデル<br>A.''' 大脳皮質や線条体などのスパインには、興奮性のグルタミン酸シナプスに加えて、抑制性のGABAシナプスも持つものが存在する。<br>'''B.''' 抑制性シナプス入力は、静止膜電位付近においては、シャンティング(shunting; 短絡)によって興奮性入力によるシナプス後電位の上昇を抑制する。すなわち、抑制性シナプスが興奮性シナプスの機能を制御（ゲーティング）することが考えられる。]]
	抑制性シナプスを有する樹状突起スパインが大脳皮質や線条体などでみられる('''図4''')<ref name=Kubota2007><pubmed> 17267569 </pubmed>。抑制性入力はこれらの領域において、同時に入力する興奮性入力を制御（gating, ゲーティング）することによって、必要なタイミングで特定の神経回路を働かせたり、複数の神経回路の相互に排他的な活動を実現している可能性がある<ref name=Gisiger2011><pubmed>21267396</pubmed></ref>。		抑制性シナプスを有する樹状突起スパインが大脳皮質や線条体などでみられる('''図4''')<ref name=Kubota2007><pubmed> 17267569 </pubmed></ref>。抑制性入力はこれらの領域において、同時に入力する興奮性入力を制御（gating, ゲーティング）することによって、必要なタイミングで特定の神経回路を働かせたり、複数の神経回路の相互に排他的な活動を実現している可能性がある<ref name=Gisiger2011><pubmed>21267396</pubmed></ref>。

	=== 内部構造 ===		=== 内部構造 ===

2020年3月6日 (金) 05:14にWikiSysopによる

2020-03-06T05:14:08Z

← 古い版		2020年3月6日 (金) 14:14時点における版
22行目:		22行目:
	== 構造と機能 ==		== 構造と機能 ==
	=== シナプス接続の潜在的選択肢の拡大 ===		=== シナプス接続の潜在的選択肢の拡大 ===
	シナプスが新たに作られるとき、スパインによらずに樹状突起の本幹にシナプスが直接形成されるとすると、シナプス後部は樹状突起のごく近傍を通過する軸索とシナプスを形成することになる。これに対して、樹状突起本幹と直交する様に突き出たスパインの先端でシナプス結合する場合には、本幹から離れた位置を通過する軸索ともシナプス結合できる(図'''2''')。つまり、本幹から3 µm程度の距離までを通過する、より多くの軸索の候補から実際に接続する軸索を選択できることになる。これは、経験依存的なシナプス形成による神経回路構築の選択肢を大幅に広げると考えられる<ref name=Stepanyants2005><pubmed>15935485</pubmed></ref> 。		[[ファイル:Noguchi Spine Fig 2.jpg\|サムネイル\|'''図2. シナプス形成とスパインの有無の関係のモデル'''<br>樹状突起本幹において直接シナプスが形成される場合('''A''')とスパインを介してシナプス形成する場合('''B''')。単純なモデルでは、スパインを介することにより、近傍を通過する軸索(図の軸索3, 4)に加え、スパインの長さの分より遠くの軸索にも接続可能となる(軸索1, 2)。<ref name=Stepanyants2005 />参照。]]
			シナプスが新たに作られるとき、スパインによらずに樹状突起の本幹にシナプスが直接形成されるとすると、シナプス後部は樹状突起のごく近傍を通過する軸索とシナプスを形成することになる。これに対して、樹状突起本幹と直交する様に突き出たスパインの先端でシナプス結合する場合には、本幹から離れた位置を通過する軸索ともシナプス結合できる('''図2''')。つまり、本幹から3 µm程度の距離までを通過する、より多くの軸索の候補から実際に接続する軸索を選択できることになる。これは、経験依存的なシナプス形成による神経回路構築の選択肢を大幅に広げると考えられる<ref name=Stepanyants2005><pubmed>15935485</pubmed></ref> 。

	=== スパイン頭部、スパインネックと機能 ===		=== スパイン頭部、スパインネックと機能 ===
	[[ファイル:Noguchi Spine Fig 2.jpg\|サムネイル\|'''図2. シナプス形成とスパインの有無の関係のモデル'''<br>樹状突起本幹において直接シナプスが形成される場合('''A''')とスパインを介してシナプス形成する場合('''B''')。単純なモデルでは、スパインを介することにより、近傍を通過する軸索(図の軸索3, 4)に加え、スパインの長さの分より遠くの軸索にも接続可能となる(軸索1, 2)。<ref name=Stepanyants2005 />参照。]]
	スパインは、ふくらんだスパイン頭部(spine head)と、樹状突起本幹と頭部とを結ぶ細いスパインネック(頚部)(spine neck)から成る('''図1''')。形態的特徴から、頭部が大きい「mushroom spine」、頭部が比較的小さく細長い「thin spine」、ネックがほとんど無い「stubby spine」に分類されることもある。スパイン頭部が不明瞭で細長い「フィロポディア」も存在するが厳密にはスパインに分類されない。実際の樹状突起の電子顕微鏡画像や蛍光顕微鏡画像を詳細にみると、頭部あるいはネックの形態はそれぞれのスパインごとに異なっており、それぞれのスパインで独立した制御が可能であることを示している。		スパインは、ふくらんだスパイン頭部(spine head)と、樹状突起本幹と頭部とを結ぶ細いスパインネック(頚部)(spine neck)から成る('''図1''')。形態的特徴から、頭部が大きい「mushroom spine」、頭部が比較的小さく細長い「thin spine」、ネックがほとんど無い「stubby spine」に分類されることもある。スパイン頭部が不明瞭で細長い「フィロポディア」も存在するが厳密にはスパインに分類されない。実際の樹状突起の電子顕微鏡画像や蛍光顕微鏡画像を詳細にみると、頭部あるいはネックの形態はそれぞれのスパインごとに異なっており、それぞれのスパインで独立した制御が可能であることを示している。

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	また、一定時間ごとに一部のスパインが取り除かれていくが、数日以上の時間スケールでは、体積の大きいスパインの方が小さいスパインより長寿命である傾向が報告されている<ref name=Holtmaat2005><pubmed>15664179</pubmed></ref><ref name=Yasumatsu2008><pubmed>19074033</pubmed></ref> 。体積の大きいスパインは前述のようにグルタミン酸受容体が多く存在して情報伝達効率も大きいことから、記憶・学習に伴って変更された神経回路が体積の大きいスパインによって長期間維持されると考えられる。		また、一定時間ごとに一部のスパインが取り除かれていくが、数日以上の時間スケールでは、体積の大きいスパインの方が小さいスパインより長寿命である傾向が報告されている<ref name=Holtmaat2005><pubmed>15664179</pubmed></ref><ref name=Yasumatsu2008><pubmed>19074033</pubmed></ref> 。体積の大きいスパインは前述のようにグルタミン酸受容体が多く存在して情報伝達効率も大きいことから、記憶・学習に伴って変更された神経回路が体積の大きいスパインによって長期間維持されると考えられる。
			[[File:Noguchi Spine Fig 4.jpg\|サムネイル\|'''図4. 抑制性シナプスも有する樹状突起スパインのモデル<br>A.''' 大脳皮質や線条体などのスパインには、興奮性のグルタミン酸シナプスに加えて、抑制性のGABAシナプスも持つものが存在する。<br>'''B.''' 抑制性シナプス入力は、静止膜電位付近においては、シャンティング(shunting; 短絡)によって興奮性入力によるシナプス後電位の上昇を抑制する。すなわち、抑制性シナプスが興奮性シナプスの機能を制御（ゲーティング）することが考えられる。]]
	抑制性シナプスを有する樹状突起スパインが大脳皮質や線条体などでみられる('''図4''')<ref name=Kubota2007><pubmed> 17267569 </pubmed>。抑制性入力はこれらの領域において、同時に入力する興奮性入力を制御（gating, ゲーティング）することによって、必要なタイミングで特定の神経回路を働かせたり、複数の神経回路の相互に排他的な活動を実現している可能性がある<ref name=Gisiger2011><pubmed>21267396</pubmed></ref>。		抑制性シナプスを有する樹状突起スパインが大脳皮質や線条体などでみられる('''図4''')<ref name=Kubota2007><pubmed> 17267569 </pubmed>。抑制性入力はこれらの領域において、同時に入力する興奮性入力を制御（gating, ゲーティング）することによって、必要なタイミングで特定の神経回路を働かせたり、複数の神経回路の相互に排他的な活動を実現している可能性がある<ref name=Gisiger2011><pubmed>21267396</pubmed></ref>。

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	== 樹状突起スパインと精神・神経疾患、発達障害 ==		== 樹状突起スパインと精神・神経疾患、発達障害 ==
	[[File:Noguchi Spine Fig 4.jpg\|サムネイル\|'''図4. 抑制性シナプスも有する樹状突起スパインのモデル<br>A.''' 大脳皮質や線条体などのスパインには、興奮性のグルタミン酸シナプスに加えて、抑制性のGABAシナプスも持つものが存在する。<br>'''B.''' 抑制性シナプス入力は、静止膜電位付近においては、シャンティング(shunting; 短絡)によって興奮性入力によるシナプス後電位の上昇を抑制する。すなわち、抑制性シナプスが興奮性シナプスの機能を制御（ゲーティング）することが考えられる。]]
	ヒト由来の標本の場合、疾患によっては標本の入手の困難さがあり、また死後から標本作製までの時間や標本作製の手順も一様にそろえることが難しい。しかしながら、現在までに神経疾患や精神疾患あるいは発達障害において、スパイン形態やスパイン密度の変異が報告されてきている<ref name=Penzes2011><pubmed>21346746</pubmed></ref> 。脳バンクの整備と疾患モデル動物を用いた解析などによって、今後さらに病態とシナプス形態との関係の理解が深められると期待される。		ヒト由来の標本の場合、疾患によっては標本の入手の困難さがあり、また死後から標本作製までの時間や標本作製の手順も一様にそろえることが難しい。しかしながら、現在までに神経疾患や精神疾患あるいは発達障害において、スパイン形態やスパイン密度の変異が報告されてきている<ref name=Penzes2011><pubmed>21346746</pubmed></ref> 。脳バンクの整備と疾患モデル動物を用いた解析などによって、今後さらに病態とシナプス形態との関係の理解が深められると期待される。

WikiSysop: /* スパイン頭部、スパインネックと機能 */

2020-03-06T05:10:50Z

スパイン頭部、スパインネックと機能

← 古い版		2020年3月6日 (金) 14:10時点における版
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	また、一定時間ごとに一部のスパインが取り除かれていくが、数日以上の時間スケールでは、体積の大きいスパインの方が小さいスパインより長寿命である傾向が報告されている<ref name=Holtmaat2005><pubmed>15664179</pubmed></ref><ref name=Yasumatsu2008><pubmed>19074033</pubmed></ref> 。体積の大きいスパインは前述のようにグルタミン酸受容体が多く存在して情報伝達効率も大きいことから、記憶・学習に伴って変更された神経回路が体積の大きいスパインによって長期間維持されると考えられる。		また、一定時間ごとに一部のスパインが取り除かれていくが、数日以上の時間スケールでは、体積の大きいスパインの方が小さいスパインより長寿命である傾向が報告されている<ref name=Holtmaat2005><pubmed>15664179</pubmed></ref><ref name=Yasumatsu2008><pubmed>19074033</pubmed></ref> 。体積の大きいスパインは前述のようにグルタミン酸受容体が多く存在して情報伝達効率も大きいことから、記憶・学習に伴って変更された神経回路が体積の大きいスパインによって長期間維持されると考えられる。

	抑制性シナプスを有する樹状突起スパインが大脳皮質や線条体などでみられる (~~図4、文献54~~)。抑制性入力はこれらの領域において、同時に入力する興奮性入力を制御（gating, ゲーティング）することによって、必要なタイミングで特定の神経回路を働かせたり、複数の神経回路の相互に排他的な活動を実現している可能性がある~~(文献55)~~。		抑制性シナプスを有する樹状突起スパインが大脳皮質や線条体などでみられる('''図4''')<ref name=Kubota2007><pubmed> 17267569 </pubmed>。抑制性入力はこれらの領域において、同時に入力する興奮性入力を制御（gating, ゲーティング）することによって、必要なタイミングで特定の神経回路を働かせたり、複数の神経回路の相互に排他的な活動を実現している可能性がある<ref name=Gisiger2011><pubmed>21267396</pubmed></ref>。

	=== 内部構造 ===		=== 内部構造 ===

2020年3月6日 (金) 05:03にWikiSysopによる

2020-03-06T05:03:48Z

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	== 樹状突起スパインとは ==		== 樹状突起スパインとは ==
	[[ファイル:Noguchi Spine Fig 1.jpg\|サムネイル\|'''図1. 樹状突起の蛍光画像<br>A.''' 生体マーモセット前頭前皮質2/3層錐体細胞樹状突起の2光子顕微鏡画像。＊印は他の樹状突起。'''B.''' シナプス各部の名称。'''C.''' 樹状突起（赤）と軸索（緑）が重なった箇所でシナプスを形成している可能性がある。]]		[[ファイル:Noguchi Spine Fig 1.jpg\|サムネイル\|'''図1. 樹状突起の蛍光画像<br>A.''' 生体マーモセット前頭前皮質2/3層錐体細胞樹状突起の2光子顕微鏡画像。＊印は他の樹状突起。<br>'''B.''' シナプス各部の名称。<br>'''C.''' 樹状突起（赤）と軸索（緑）が重なった箇所でシナプスを形成している可能性がある。]]
	大脳皮質や海馬など脳に存在する神経細胞は、樹状突起や細胞体に形成されるシナプスで他の神経細胞からの入力を受け取り、計算結果を軸索に発生する活動電位として出力する。大脳皮質や海馬などの興奮性神経細胞や小脳のプルキンエ細胞などの樹状突起に形成される興奮性シナプスのほとんどは、樹状突起スパイン（以下スパインと記載）と呼ばれるトゲ状の構造に接続する（'''図1'''）。スパインは、神経細胞の形態がゴルジ染色法を用いて詳細に検討され始めた神経科学の黎明期(1880年~)にスペインの神経科学者Ramon y Cajalによって既に認識され、神経細胞同士のつなぎ目と推測されていた<ref name=DeFelipe2015><pubmed>25798090</pubmed></ref> 。スパインに形態が似たシナプス構造は線虫''C. elegans''でも報告されており<ref name=Cuentas-Condori2019><pubmed>31584430</pubmed></ref> 、比較的下等な動物から哺乳類にいたるまで保存された機能構造と考えられる。		大脳皮質や海馬など脳に存在する神経細胞は、樹状突起や細胞体に形成されるシナプスで他の神経細胞からの入力を受け取り、計算結果を軸索に発生する活動電位として出力する。大脳皮質や海馬などの興奮性神経細胞や小脳のプルキンエ細胞などの樹状突起に形成される興奮性シナプスのほとんどは、樹状突起スパイン（以下スパインと記載）と呼ばれるトゲ状の構造に接続する（'''図1'''）。スパインは、神経細胞の形態がゴルジ染色法を用いて詳細に検討され始めた神経科学の黎明期(1880年~)にスペインの神経科学者Ramon y Cajalによって既に認識され、神経細胞同士のつなぎ目と推測されていた<ref name=DeFelipe2015><pubmed>25798090</pubmed></ref> 。スパインに形態が似たシナプス構造は線虫''C. elegans''でも報告されており<ref name=Cuentas-Condori2019><pubmed>31584430</pubmed></ref> 、比較的下等な動物から哺乳類にいたるまで保存された機能構造と考えられる。

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	培養神経細胞や脳スライス標本、あるいは生体を用いた実験でシナプス可塑性が確認されている刺激条件として、長期増強(long-term potentiation; LTP)刺激、あるいは[[長期抑制]](long-term depression; [[LTD]])刺激などがある。実際に、生体の記憶・学習の結果、長期増強などの実験的なシナプス可塑性の生じやすさも影響を受けることから、実験的なシナプス可塑性と実際の記憶・学習におけるシナプス可塑性のシグナルの伝達経路は（少なくとも部分的に）共通であると考えられる。		培養神経細胞や脳スライス標本、あるいは生体を用いた実験でシナプス可塑性が確認されている刺激条件として、長期増強(long-term potentiation; LTP)刺激、あるいは[[長期抑制]](long-term depression; [[LTD]])刺激などがある。実際に、生体の記憶・学習の結果、長期増強などの実験的なシナプス可塑性の生じやすさも影響を受けることから、実験的なシナプス可塑性と実際の記憶・学習におけるシナプス可塑性のシグナルの伝達経路は（少なくとも部分的に）共通であると考えられる。
	[[ファイル:Noguchi Spine Fig 3.jpg\|サムネイル\|'''図3. ~~樹状突起スパインの体積とスパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体数の関係のモデル（文献5, 6参照)~~。<br>A, B.''' ラット海馬培養スライスや生体マウス大脳皮質の神経細胞の樹状突起において、機能的なAMPA型グルタミン酸受容体数はスパイン頭部体積に比例的であることが示された。また、単一スパイン(図の３番のスパイン)にシナプス可塑性刺激（長期増強; Long-term potentiation (LTP) 刺激) を加えたとき、刺激スパインのグルタミン酸受容体数が増加し、スパイン頭部体積も増加した~~(文献24参照)~~。]]		[[ファイル:Noguchi Spine Fig 3.jpg\|サムネイル\|'''図3. 樹状突起スパインの体積とスパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体数の関係のモデル<ref name=Noguchi2011 /><ref name=Matsuzaki2001 />。<br>A, B.''' ラット海馬培養スライスや生体マウス大脳皮質の神経細胞の樹状突起において、機能的なAMPA型グルタミン酸受容体数はスパイン頭部体積に比例的であることが示された。また、単一スパイン(図の３番のスパイン)にシナプス可塑性刺激（長期増強; Long-term potentiation (LTP) 刺激) を加えたとき、刺激スパインのグルタミン酸受容体数が増加し、スパイン頭部体積も増加した<ref name= Harvey2007 />。]]
	ケイジドグルタミン酸の2光子光分解法(アンケイジング)を用いて、グルタミン酸を目的スパインに頻回投与することによって、実験的なシナプス可塑性刺激を単一のスパインに与えることが実施されている<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Harvey2007><pubmed>18097401</pubmed></ref><ref name=Hayama2013><pubmed>23974706</pubmed></ref><ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref><ref name=Murakoshi2011><pubmed>21423166</pubmed></ref><ref name=Noguchi2019><pubmed>31558759</pubmed></ref><ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref> 。この方法やその他の実験方法を用いた報告から、シナプス長期増強刺激に応じて、樹状突起スパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体が増加し、これと同時にスパイン体積の増大が生じることが、げっ歯類海馬脳スライス標本において示された('''図3''')<ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref> 。同様にシナプス長期抑制刺激では、表面のグルタミン酸受容体数が減少し、これと同時にスパイン体積減少が生じた<ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref><ref name=Zhou2004><pubmed>15572107</pubmed></ref> 。長期増強の際、グルタミン酸受容体は、エキソサイトーシスによって細胞内から細胞膜へ移行し、側方拡散によってシナプス部位へ移動するとされる。一方、長期抑制の際は、受容体のエンドサイトーシスによるスパイン表面からの除去が増加すると考えらえる<ref name=Choquet2018><pubmed>30381423</pubmed></ref> 。エンドサイトーシスはPSD近傍のエンドサイトーシスゾーン(endocytic zones)において主に生じるとされる（文献56)。スパイン体積変化に伴ってアクチン線維のリモデリング(再構成)が生じるが、リモデリング中やリモデリング後もしばらく以前の状態を何らかの形で保持しているのか否かといった問題など、記憶・学習などの基盤となる興味深い課題と思われる<ref name=Borovac2018><pubmed>30004015</pubmed></ref><ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref><ref name=Nakahata2018><pubmed>30210329</pubmed></ref> 。		ケイジドグルタミン酸の2光子光分解法(アンケイジング)を用いて、グルタミン酸を目的スパインに頻回投与することによって、実験的なシナプス可塑性刺激を単一のスパインに与えることが実施されている<ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Harvey2007><pubmed>18097401</pubmed></ref><ref name=Hayama2013><pubmed>23974706</pubmed></ref><ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref><ref name=Murakoshi2011><pubmed>21423166</pubmed></ref><ref name=Noguchi2019><pubmed>31558759</pubmed></ref><ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref> 。この方法やその他の実験方法を用いた報告から、シナプス長期増強刺激に応じて、樹状突起スパイン表面の機能的なグルタミン酸受容体が増加し、これと同時にスパイン体積の増大が生じることが、げっ歯類海馬脳スライス標本において示された('''図3''')<ref name=Matsuzaki2004><pubmed>15190253</pubmed></ref> 。同様にシナプス長期抑制刺激では、表面のグルタミン酸受容体数が減少し、これと同時にスパイン体積減少が生じた<ref name=Oh2013><pubmed>23269840</pubmed></ref><ref name=Zhou2004><pubmed>15572107</pubmed></ref> 。長期増強の際、グルタミン酸受容体は、エキソサイトーシスによって細胞内から細胞膜へ移行し、側方拡散によってシナプス部位へ移動するとされる。一方、長期抑制の際は、受容体のエンドサイトーシスによるスパイン表面からの除去が増加すると考えらえる<ref name=Choquet2018><pubmed>30381423</pubmed></ref> 。エンドサイトーシスはPSD近傍のエンドサイトーシスゾーン(endocytic zones)において主に生じるとされる（文献56)。スパイン体積変化に伴ってアクチン線維のリモデリング(再構成)が生じるが、リモデリング中やリモデリング後もしばらく以前の状態を何らかの形で保持しているのか否かといった問題など、記憶・学習などの基盤となる興味深い課題と思われる<ref name=Borovac2018><pubmed>30004015</pubmed></ref><ref name=Bosch2014><pubmed>24742465</pubmed></ref><ref name=Honkura2008><pubmed>18341992</pubmed></ref><ref name=Nakahata2018><pubmed>30210329</pubmed></ref> 。

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	== 樹状突起スパインと精神・神経疾患、発達障害 ==		== 樹状突起スパインと精神・神経疾患、発達障害 ==
	[[File:Noguchi Spine Fig 4.jpg\|サムネイル\|'''図4. 抑制性シナプスも有する樹状突起スパインのモデル<br>A.''' 大脳皮質や線条体などのスパインには、興奮性のグルタミン酸シナプスに加えて、抑制性のGABAシナプスも持つものが存在する。'''B.''' 抑制性シナプス入力は、静止膜電位付近においては、シャンティング(shunting; 短絡)によって興奮性入力によるシナプス後電位の上昇を抑制する。すなわち、抑制性シナプスが興奮性シナプスの機能を制御（ゲーティング）することが考えられる。]]		[[File:Noguchi Spine Fig 4.jpg\|サムネイル\|'''図4. 抑制性シナプスも有する樹状突起スパインのモデル<br>A.''' 大脳皮質や線条体などのスパインには、興奮性のグルタミン酸シナプスに加えて、抑制性のGABAシナプスも持つものが存在する。<br>'''B.''' 抑制性シナプス入力は、静止膜電位付近においては、シャンティング(shunting; 短絡)によって興奮性入力によるシナプス後電位の上昇を抑制する。すなわち、抑制性シナプスが興奮性シナプスの機能を制御（ゲーティング）することが考えられる。]]
	ヒト由来の標本の場合、疾患によっては標本の入手の困難さがあり、また死後から標本作製までの時間や標本作製の手順も一様にそろえることが難しい。しかしながら、現在までに神経疾患や精神疾患あるいは発達障害において、スパイン形態やスパイン密度の変異が報告されてきている<ref name=Penzes2011><pubmed>21346746</pubmed></ref> 。脳バンクの整備と疾患モデル動物を用いた解析などによって、今後さらに病態とシナプス形態との関係の理解が深められると期待される。		ヒト由来の標本の場合、疾患によっては標本の入手の困難さがあり、また死後から標本作製までの時間や標本作製の手順も一様にそろえることが難しい。しかしながら、現在までに神経疾患や精神疾患あるいは発達障害において、スパイン形態やスパイン密度の変異が報告されてきている<ref name=Penzes2011><pubmed>21346746</pubmed></ref> 。脳バンクの整備と疾患モデル動物を用いた解析などによって、今後さらに病態とシナプス形態との関係の理解が深められると期待される。

WikiSysop: /* スパイン頭部、スパインネックと機能 */

2020-03-06T05:00:03Z

スパイン頭部、スパインネックと機能

← 古い版		2020年3月6日 (金) 14:00時点における版
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	=== スパイン頭部、スパインネックと機能 ===		=== スパイン頭部、スパインネックと機能 ===
	[[ファイル:Noguchi Spine Fig 2.jpg\|サムネイル\|'''図2. シナプス形成とスパインの有無の関係のモデル'''<br>樹状突起本幹において直接シナプスが形成される場合('''A''')とスパインを介してシナプス形成する場合('''B''')。単純なモデルでは、スパインを介することにより、近傍を通過する軸索(図の軸索3, 4)に加え、スパインの長さの分より遠くの軸索にも接続可能となる(軸索1, 2~~)(文献4参照~~)。<ref name=~~Noguchi2011~~ />参照]]		[[ファイル:Noguchi Spine Fig 2.jpg\|サムネイル\|'''図2. シナプス形成とスパインの有無の関係のモデル'''<br>樹状突起本幹において直接シナプスが形成される場合('''A''')とスパインを介してシナプス形成する場合('''B''')。単純なモデルでは、スパインを介することにより、近傍を通過する軸索(図の軸索3, 4)に加え、スパインの長さの分より遠くの軸索にも接続可能となる(軸索1, 2)。<ref name=Stepanyants2005 />参照。]]
	スパインは、ふくらんだスパイン頭部(spine head)と、樹状突起本幹と頭部とを結ぶ細いスパインネック(頚部)(spine neck)から成る('''図1''')。形態的特徴から、頭部が大きい「mushroom spine」、頭部が比較的小さく細長い「thin spine」、ネックがほとんど無い「stubby spine」に分類されることもある。スパイン頭部が不明瞭で細長い「フィロポディア」も存在するが厳密にはスパインに分類されない。実際の樹状突起の電子顕微鏡画像や蛍光顕微鏡画像を詳細にみると、頭部あるいはネックの形態はそれぞれのスパインごとに異なっており、それぞれのスパインで独立した制御が可能であることを示している。		スパインは、ふくらんだスパイン頭部(spine head)と、樹状突起本幹と頭部とを結ぶ細いスパインネック(頚部)(spine neck)から成る('''図1''')。形態的特徴から、頭部が大きい「mushroom spine」、頭部が比較的小さく細長い「thin spine」、ネックがほとんど無い「stubby spine」に分類されることもある。スパイン頭部が不明瞭で細長い「フィロポディア」も存在するが厳密にはスパインに分類されない。実際の樹状突起の電子顕微鏡画像や蛍光顕微鏡画像を詳細にみると、頭部あるいはネックの形態はそれぞれのスパインごとに異なっており、それぞれのスパインで独立した制御が可能であることを示している。