軸索起始部 - 版の履歴

WikiSysop: /* 極性維持 */

2026-04-04T08:16:04Z

極性維持

← 古い版		2026年4月4日 (土) 17:16時点における版
48行目:		48行目:

	=== 極性維持 ===		=== 極性維持 ===
	軸索起始部は、細胞体・樹状突起分子の軸索への侵入を防ぐ分子バリアとして働くことで神経細胞の極性を維持する。この分子バリアには[[膜拡散]]と[[細胞内輸送]]の2つのしくみが関わり、アンキリンGはこの両方において重要な役割を担うと考えられている<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref><ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>。このため、海馬や小脳の神経細胞ではアンキリンGの欠失によって軸索起始部が消失し、さらに軸索には[[スパイン]]や[[シナプス後肥厚]]のような樹状突起の性質がみられるようになる<ref name=Hedstrom2007><pubmed>17724124</pubmed></ref><ref name=Sobotzik2009><pubmed>19805161</pubmed></ref>。膜拡散のバリアとしては、細胞膜直下のアンキリンG-[[βIV スペクトリン]]-アクチンからなる細胞骨格に結合したイオンチャネルや接着分子などの膜貫通タンパク質が物理的に側方拡散を妨げる「[[ピケットフェンスモデル]]」が有力である<ref name=Nakada2003><pubmed>12819789</pubmed></ref>。一方、細胞内輸送によるバリアとしては、[[ミオシンVa]]とアクチンパッチによる細胞体・樹状突起分子の輸送制御、EB1/3を介した微小管へのアンキリンG結合による軸索輸送の障害、微小管結合タンパク質である[[Microtubule-associated protein 2]]([[MAP2]])や[[Microtubule-associated protein 6]]([[MAP6]])による順行性輸送の制御、[[ダイニン]]~~結調節因子である~~[[Nuclear distribution element-like 1]]([[Ndel1]])による逆行性輸送の制御などの説がある<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref><ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>。		軸索起始部は、細胞体・樹状突起分子の軸索への侵入を防ぐ分子バリアとして働くことで神経細胞の極性を維持する。この分子バリアには[[膜拡散]]と[[細胞内輸送]]の2つのしくみが関わり、アンキリンGはこの両方において重要な役割を担うと考えられている<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref><ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>。このため、海馬や小脳の神経細胞ではアンキリンGの欠失によって軸索起始部が消失し、さらに軸索には[[スパイン]]や[[シナプス後肥厚]]のような樹状突起の性質がみられるようになる<ref name=Hedstrom2007><pubmed>17724124</pubmed></ref><ref name=Sobotzik2009><pubmed>19805161</pubmed></ref>。膜拡散のバリアとしては、細胞膜直下のアンキリンG-[[βIV スペクトリン]]-アクチンからなる細胞骨格に結合したイオンチャネルや接着分子などの膜貫通タンパク質が物理的に側方拡散を妨げる「[[ピケットフェンスモデル]]」が有力である<ref name=Nakada2003><pubmed>12819789</pubmed></ref>。一方、細胞内輸送によるバリアとしては、[[ミオシンVa]]とアクチンパッチによる細胞体・樹状突起分子の輸送制御、EB1/3を介した微小管へのアンキリンG結合による軸索輸送の障害、微小管結合タンパク質である[[Microtubule-associated protein 2]]([[MAP2]])や[[Microtubule-associated protein 6]]([[MAP6]])による順行性輸送の制御、[[ダイニン]]調節因子である[[Nuclear distribution element-like 1]]([[Ndel1]])による逆行性輸送の制御などの説がある<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref><ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>。

	== 疾患との関わり ==		== 疾患との関わり ==

WikiSysop: /* その他 */

2026-04-04T03:21:10Z

その他

← 古い版		2026年4月4日 (土) 12:21時点における版
34行目:		34行目:

	==== その他 ====		==== その他 ====
	[[大脳皮質]]や[[海馬]]の錐体細胞では、軸索起始部に[[GABA]]作動性の[[軸索終末]]が[[軸索-軸索シナプス]]を形成する<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。これらの神経細胞の軸索起始部では[[K-Cl共輸送体]]（[[KCC2]]）の発現が低いため、軸索起始部での[[GABAA受容体\|GABA<sub>A</sub>受容体]]の活性化は軸索起始部局所の[[脱分極]]を生じるが、一方で、短絡コンダクタンスを増すため活動電位の発生は抑制される<ref name=Szabadics2006><pubmed>16410524</pubmed></ref>。小脳の[[プルキンエ細胞]]の軸索起始部にもGABA作動性の軸索終末が分布するが、シナプスは形成されない<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。この他軸索起始部に局在するチャネルや受容体として、[[HCNチャネル]]、[[5HT1受容体\|5HT<sub>1</sub>受容体]]、[[P2Y受容体~~\|P2<sub>Y</sub>受容体~~]]、[[D2受容体\|D<sub>2</sub>受容体]]などの報告がある<ref name=Jenkins2025><pubmed>39480263</pubmed></ref>。		[[大脳皮質]]や[[海馬]]の錐体細胞では、軸索起始部に[[GABA]]作動性の[[軸索終末]]が[[軸索-軸索シナプス]]を形成する<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。これらの神経細胞の軸索起始部では[[K-Cl共輸送体]]（[[KCC2]]）の発現が低いため、軸索起始部での[[GABAA受容体\|GABA<sub>A</sub>受容体]]の活性化は軸索起始部局所の[[脱分極]]を生じるが、一方で、短絡コンダクタンスを増すため活動電位の発生は抑制される<ref name=Szabadics2006><pubmed>16410524</pubmed></ref>。小脳の[[プルキンエ細胞]]の軸索起始部にもGABA作動性の軸索終末が分布するが、シナプスは形成されない<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。この他軸索起始部に局在するチャネルや受容体として、[[HCNチャネル]]、[[5HT1受容体\|5HT<sub>1</sub>受容体]]、[[P2Y受容体]]、[[D2受容体\|D<sub>2</sub>受容体]]などの報告がある<ref name=Jenkins2025><pubmed>39480263</pubmed></ref>。

	== 機能 ==		== 機能 ==

WikiSysop: /* 軸索起始部とは */

2026-04-04T03:17:08Z

軸索起始部とは

← 古い版		2026年4月4日 (土) 12:17時点における版
14行目:		14行目:
	== 軸索起始部とは ==		== 軸索起始部とは ==
	[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig1.png\|サムネイル\|'''図1. 軸索起始部の位置'''<br>文献<ref name=Huang2018 />より改変。]]		[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig1.png\|サムネイル\|'''図1. 軸索起始部の位置'''<br>文献<ref name=Huang2018 />より改変。]]
	軸索起始部は、[[細胞体]]と[[軸索]]を分ける長さ10～60 µmの無髄領域であり、[[軸索小丘]]（[[axon hillock]]）の遠位に位置する（'''図1'''）。軸索起始部には[[イオンチャネル]]や[[接着分子]]などの[[膜タンパク質]]、[[足場タンパク質]]、[[~~細胞骨格」」分子が高密度に集積しており、このことが~~[[神経細胞]]の出力生成や[[極性]]維持を可能にしている<ref name=Kole2012><pubmed>22284179</pubmed></ref>。軸索起始部は従来、[[電子顕微鏡]]で観察される束化した[[微小管]]や細胞膜の裏打ち構造といった超微細構造によって定義されていたが、現在は[[電位依存性Naチャネル]]の足場タンパク質である[[アンキリンG]]（[[AnkG]]）が集積する領域として分子レベルで定義されている。軸索起始部と[[ランビエ絞輪]]は分子構築がよく似ており、進化的に関連すると考えられている。これらの構造は480 ~~kDaのアンキリンGを獲得した脊椎動物から見られ、軸索起始部は~~[[無顎類]]~~（約500万年前）以降、ランビエ絞輪は顎口類（約440万年前）以降に出現することが知られている~~<ref name=Jenkins2015><pubmed>25552556</pubmed></ref>。		軸索起始部は、[[細胞体]]と[[軸索]]を分ける長さ10～60 µmの無髄領域であり、[[軸索小丘]]（[[axon hillock]]）の遠位に位置する（'''図1'''）。軸索起始部には[[イオンチャネル]]や[[接着分子]]などの[[膜タンパク質]]、[[足場タンパク質]]、[[細胞骨格]]分子が高密度に集積しており、このことが[[神経細胞]]の出力生成や[[極性]]維持を可能にしている<ref name=Kole2012><pubmed>22284179</pubmed></ref>。軸索起始部は従来、[[電子顕微鏡]]で観察される束化した[[微小管]]や細胞膜の裏打ち構造といった超微細構造によって定義されていたが、現在は[[電位依存性Naチャネル]]の足場タンパク質である[[アンキリンG]]（[[AnkG]]）が集積する領域として分子レベルで定義されている。軸索起始部と[[ランビエ絞輪]]は分子構築がよく似ており、進化的に関連すると考えられている。これらの構造は480 kDaのアンキリンGを獲得した[[脊椎動物]]から見られ、軸索起始部は[[無顎類]]（約500万年前）以降、ランビエ絞輪は[[顎口類]]（約440万年前）以降に出現することが知られている<ref name=Jenkins2015><pubmed>25552556</pubmed></ref>。
	[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig2.png\|サムネイル\|'''図2. 軸索起始部の分子構築'''<br>イオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質が足場であるアンキリンGを介してリング状のアクチンとβIV/αII スペクトリンの四量体からなる膜直下の骨格に固定されている。微小管はTRIM46やMTCL-1によって架橋された束を形成し、アンキリンGはEB1/EB3およびNdel1を介して微小管と結合する。<br>文献<ref name=Huang2018 />より改変。]]		[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig2.png\|サムネイル\|'''図2. 軸索起始部の分子構築'''<br>イオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質が足場であるアンキリンGを介してリング状のアクチンとβIV/αII スペクトリンの四量体からなる膜直下の骨格に固定されている。微小管はTRIM46やMTCL-1によって架橋された束を形成し、アンキリンGはEB1/EB3およびNdel1を介して微小管と結合する。<br>文献<ref name=Huang2018 />より改変。]]

	== 分子 ==		== 分子 ==
	=== 分子構築 ===		=== 分子構築 ===

WikiSysop: /* Caチャネル */

2026-04-03T13:41:42Z

Caチャネル

← 古い版		2026年4月3日 (金) 22:41時点における版
30行目:		30行目:

	==== Caチャネル ====		==== Caチャネル ====
	~~Cav2（Cav2~~.~~1、Cav2~~.~~2、Cav2~~.~~3）、Cav3（Cav3~~.~~2）が知られる。Cav2~~.1やCav2.~~2は活性化の閾値が高く、BKチャネルを活性化させることで活動電位の再分極相を加速させるのに対して、Cav2~~.3やCav3.2は活性化の閾値が低く、後脱分極を増強することで持続的な発火を生じる。		[[Cav2]]（[[Cav2.1]]、[[Cav2.2]]、[[Cav2.3]]）、[[Cav3]]（[[Cav3.2]]）が知られる。Cav2.1やCav2.2は活性化の閾値が高く、[[BKチャネル]]を活性化させることで活動電位の再分極相を加速させるのに対して、Cav2.3やCav3.2は活性化の閾値が低く、後脱分極を増強することで持続的な発火を生じる。

	==== その他 ====		==== その他 ====

2026年4月3日 (金) 13:37にWikiSysopによる

2026-04-03T13:37:56Z

← 古い版		2026年4月3日 (金) 22:37時点における版
44行目:		44行目:
	軸索起始部の長さや軸索上の位置は神経活動の変化に応じて可塑的に変化し、この変化は[[恒常的可塑性]]として神経活動を[[ネガティブフィードバック]]に調節する<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref><ref name=Kuba2010><pubmed>20543822</pubmed></ref>。軸索起始部可塑性における軸索起始部の変化は細胞種によって異なる。例えば、発達期の[[視覚野]]や[[聴覚神経核]]では感覚入力によって軸索起始部の長さが短縮する<ref name=Gutzmann2014><pubmed>24672466</pubmed></ref><ref name=Akter2020><pubmed>32719016</pubmed></ref>。一方、海馬の[[分散培養]]標本では脱分極によって軸索起始部の位置が細胞体から離れる<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref>。また、[[嗅球]]では脱分極によって軸索起始部の位置が興奮性細胞と抑制性細胞で逆の変化を示し、興奮性細胞では細胞体から離れるのに対して、抑制性細胞では細胞体に近づく<ref name=Chand2015><pubmed>25632134</pubmed></ref>。軸索起始部可塑性は神経細胞の興奮性が亢進する[[てんかん]]などの病態でもみられる<ref name=Harty2013><pubmed>23602553</pubmed></ref>。		軸索起始部の長さや軸索上の位置は神経活動の変化に応じて可塑的に変化し、この変化は[[恒常的可塑性]]として神経活動を[[ネガティブフィードバック]]に調節する<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref><ref name=Kuba2010><pubmed>20543822</pubmed></ref>。軸索起始部可塑性における軸索起始部の変化は細胞種によって異なる。例えば、発達期の[[視覚野]]や[[聴覚神経核]]では感覚入力によって軸索起始部の長さが短縮する<ref name=Gutzmann2014><pubmed>24672466</pubmed></ref><ref name=Akter2020><pubmed>32719016</pubmed></ref>。一方、海馬の[[分散培養]]標本では脱分極によって軸索起始部の位置が細胞体から離れる<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref>。また、[[嗅球]]では脱分極によって軸索起始部の位置が興奮性細胞と抑制性細胞で逆の変化を示し、興奮性細胞では細胞体から離れるのに対して、抑制性細胞では細胞体に近づく<ref name=Chand2015><pubmed>25632134</pubmed></ref>。軸索起始部可塑性は神経細胞の興奮性が亢進する[[てんかん]]などの病態でもみられる<ref name=Harty2013><pubmed>23602553</pubmed></ref>。

	軸索起始部可塑性は数時間から数日にわたる緩徐な変化であり、これは軸索起始部の分子構築の再編を反映すると考えられている。軸索起始部可塑性にはCaチャネルを介した細胞内[[カルシウム\|Ca<sub>2+</sub>イオン]]の濃度変化が重要である。軸索起始部可塑性に関わる分子としては、[[カルシニューリン]]や[[~~サイクリン依存性キナーゼ5~~]]（[[cdk5]]）が知られる<ref name=Evans2013><pubmed>23595753</pubmed></ref><ref name=Trunova2011><pubmed>21775591</pubmed></ref><ref name=Jahan2023><pubmed>36639893</pubmed></ref>。これら分子が軸索起始部の分布を変化させるしくみは分かっていないが、エンドサイトーシスや微小管の再編が関わると考えられている。		軸索起始部可塑性は数時間から数日にわたる緩徐な変化であり、これは軸索起始部の分子構築の再編を反映すると考えられている。軸索起始部可塑性にはCaチャネルを介した細胞内[[カルシウム\|Ca<sub>2+</sub>イオン]]の濃度変化が重要である。軸索起始部可塑性に関わる分子としては、[[カルシニューリン]]や[[サイクリン依存性タンパク質キナーゼ5]]（[[cdk5]]）が知られる<ref name=Evans2013><pubmed>23595753</pubmed></ref><ref name=Trunova2011><pubmed>21775591</pubmed></ref><ref name=Jahan2023><pubmed>36639893</pubmed></ref>。これら分子が軸索起始部の分布を変化させるしくみは分かっていないが、エンドサイトーシスや微小管の再編が関わると考えられている。

	=== 極性維持 ===		=== 極性維持 ===

WikiSysop: /* 分子 */

2026-04-03T13:36:15Z

分子

← 古い版		2026年4月3日 (金) 22:36時点における版
23行目:		23行目:
	軸索起始部には様々なイオンチャネルが局在し、その種類や分布は神経細胞の出力様式を決める重要な要素である<ref name=Lorincz2008><pubmed>19118165</pubmed></ref><ref name=Jenkins2025><pubmed>39480263</pubmed></ref>。		軸索起始部には様々なイオンチャネルが局在し、その種類や分布は神経細胞の出力様式を決める重要な要素である<ref name=Lorincz2008><pubmed>19118165</pubmed></ref><ref name=Jenkins2025><pubmed>39480263</pubmed></ref>。

	=== Naチャネル ===		==== Naチャネル ====
	[[Nav1.1]]、[[Nav1.2]]、[[Nav1.6]]の3つのサブタイプが知られる。Nav1.6は全ての神経細胞に発現し、活性化の閾値も低いことから活動電位の発生を担う最も重要なチャネルといえる。一方、Nav1.1とNav1.2はそれぞれ[[抑制性細胞]]と[[興奮性細胞]]に発現する。これらのチャネルは軸索起始部の近位部に局在し、活動電位の樹状突起への逆行性伝播を増強する。		[[Nav1.1]]、[[Nav1.2]]、[[Nav1.6]]の3つのサブタイプが知られる。Nav1.6は全ての神経細胞に発現し、活性化の閾値も低いことから活動電位の発生を担う最も重要なチャネルといえる。一方、Nav1.1とNav1.2はそれぞれ[[抑制性細胞]]と[[興奮性細胞]]に発現する。これらのチャネルは軸索起始部の近位部に局在し、活動電位の樹状突起への逆行性伝播を増強する。

	=== Kチャネル ===		==== Kチャネル ====
	[[Kv1]]（[[Kv1.1]]、[[Kv1.2\|1.2]]）、[[Kv7]]（[[Kv7.2]]、[[Kv7.3\|7.3]]）、[[K2Pチャネル]]（[[TRAAK]]、[[TREK-1]]）などが知られる。これらのチャネルは[[静止膜電位]]付近でも活性化しており、[[短絡コンダクタンス]]として活動電位の発生を抑える一方で、静止膜電位を維持することでNavチャネルの不活性化を防ぐ働きをもつ。		[[Kv1]]（[[Kv1.1]]、[[Kv1.2\|1.2]]）、[[Kv7]]（[[Kv7.2]]、[[Kv7.3\|7.3]]）、[[K2Pチャネル]]（[[TRAAK]]、[[TREK-1]]）などが知られる。これらのチャネルは[[静止膜電位]]付近でも活性化しており、[[短絡コンダクタンス]]として活動電位の発生を抑える一方で、静止膜電位を維持することでNavチャネルの不活性化を防ぐ働きをもつ。

	=== Caチャネル ===		==== Caチャネル ====
	Cav2（Cav2.1、Cav2.2、Cav2.3）、Cav3（Cav3.2）が知られる。Cav2.1やCav2.2は活性化の閾値が高く、BKチャネルを活性化させることで活動電位の再分極相を加速させるのに対して、Cav2.3やCav3.2は活性化の閾値が低く、後脱分極を増強することで持続的な発火を生じる。		Cav2（Cav2.1、Cav2.2、Cav2.3）、Cav3（Cav3.2）が知られる。Cav2.1やCav2.2は活性化の閾値が高く、BKチャネルを活性化させることで活動電位の再分極相を加速させるのに対して、Cav2.3やCav3.2は活性化の閾値が低く、後脱分極を増強することで持続的な発火を生じる。

	=== ~~その他のチャネル~~ ===		==== その他 ====
	[[大脳皮質]]や[[海馬]]の錐体細胞では、軸索起始部に[[GABA]]作動性の[[軸索終末]]が[[軸索-軸索シナプス]]を形成する<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。これらの神経細胞の軸索起始部では[[K-Cl共輸送体]]（[[KCC2]]）の発現が低いため、軸索起始部での[[GABAA受容体\|GABA<sub>A</sub>受容体]]の活性化は軸索起始部局所の[[脱分極]]を生じるが、一方で、短絡コンダクタンスを増すため活動電位の発生は抑制される<ref name=Szabadics2006><pubmed>16410524</pubmed></ref>。小脳の[[プルキンエ細胞]]の軸索起始部にもGABA作動性の軸索終末が分布するが、シナプスは形成されない<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。この他軸索起始部に局在するチャネルや受容体として、[[HCNチャネル]]、[[5HT1受容体\|5HT<sub>1</sub>受容体]]、[[P2Y受容体\|P2<sub>Y</sub>受容体]]、[[D2受容体\|D<sub>2</sub>受容体]]などの報告がある<ref name=Jenkins2025><pubmed>39480263</pubmed></ref>。		[[大脳皮質]]や[[海馬]]の錐体細胞では、軸索起始部に[[GABA]]作動性の[[軸索終末]]が[[軸索-軸索シナプス]]を形成する<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。これらの神経細胞の軸索起始部では[[K-Cl共輸送体]]（[[KCC2]]）の発現が低いため、軸索起始部での[[GABAA受容体\|GABA<sub>A</sub>受容体]]の活性化は軸索起始部局所の[[脱分極]]を生じるが、一方で、短絡コンダクタンスを増すため活動電位の発生は抑制される<ref name=Szabadics2006><pubmed>16410524</pubmed></ref>。小脳の[[プルキンエ細胞]]の軸索起始部にもGABA作動性の軸索終末が分布するが、シナプスは形成されない<ref name=Howard2005><pubmed>15927687</pubmed></ref>。この他軸索起始部に局在するチャネルや受容体として、[[HCNチャネル]]、[[5HT1受容体\|5HT<sub>1</sub>受容体]]、[[P2Y受容体\|P2<sub>Y</sub>受容体]]、[[D2受容体\|D<sub>2</sub>受容体]]などの報告がある<ref name=Jenkins2025><pubmed>39480263</pubmed></ref>。

2026年4月3日 (金) 13:33にWikiSysopによる

2026-04-03T13:33:39Z

差分を表示

2026年4月1日 (水) 14:23にWikiSysopによる

2026-04-01T14:23:20Z

← 古い版		2026年4月1日 (水) 23:23時点における版
13行目:		13行目:

	== 軸索起始部とは ==		== 軸索起始部とは ==
	[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig1.png\|サムネイル\|'''図1. 軸索起始部の位置''']]		[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig1.png\|サムネイル\|'''図1. 軸索起始部の位置'''<br>文献<ref name=Huang2018 />より改変。]]
	軸索起始部は、細胞体と軸索を分ける長さ10～60 µmの無髄領域であり、軸索小丘（axon hillock）の遠位に位置する（'''図1'''）。軸索起始部にはイオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質、足場タンパク質、骨格分子が高密度に集積しており、このことが神経細胞の出力生成や極性維持を可能にしている<ref name=Kole2012><pubmed>22284179</pubmed></ref>（1）。軸索起始部は従来、電子顕微鏡で観察される束化した微小管や細胞膜の裏打ち構造といった超微細構造によって定義されていたが、現在は電位依存性Naチャネルの足場タンパク質であるAnkyrinG（AnkG）が集積する領域として分子レベルで定義されている。軸索起始部とランビエ絞輪は分子構築がよく似ており、進化的に関連すると考えられている。これらの構造は480 kDaのankyrinGを獲得した脊椎動物から見られ、軸索起始部は無顎類（約500万年前）以降、ランビエ絞輪は顎口類（約440万年前）以降に出現することが知られている<ref name=Jenkins2015><pubmed>25552556</pubmed></ref>（2）。		軸索起始部は、細胞体と軸索を分ける長さ10～60 µmの無髄領域であり、軸索小丘（axon hillock）の遠位に位置する（'''図1'''）。軸索起始部にはイオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質、足場タンパク質、骨格分子が高密度に集積しており、このことが神経細胞の出力生成や極性維持を可能にしている<ref name=Kole2012><pubmed>22284179</pubmed></ref>（1）。軸索起始部は従来、電子顕微鏡で観察される束化した微小管や細胞膜の裏打ち構造といった超微細構造によって定義されていたが、現在は電位依存性Naチャネルの足場タンパク質であるAnkyrinG（AnkG）が集積する領域として分子レベルで定義されている。軸索起始部とランビエ絞輪は分子構築がよく似ており、進化的に関連すると考えられている。これらの構造は480 kDaのankyrinGを獲得した脊椎動物から見られ、軸索起始部は無顎類（約500万年前）以降、ランビエ絞輪は顎口類（約440万年前）以降に出現することが知られている<ref name=Jenkins2015><pubmed>25552556</pubmed></ref>（2）。
	[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig2.png\|サムネイル\|'''図2. 軸索起始部の分子構築'''<br>イオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質が足場であるAnkGを介してリング状のアクチンとβIV/αII spectrinの四量体からなる膜直下の骨格に固定されている。微小管はTRIM46やMTCL-1によって架橋された束を形成し、AnkGはEB1/EB3およびNdel1を介して微小管と結合する。]]		[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig2.png\|サムネイル\|'''図2. 軸索起始部の分子構築'''<br>イオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質が足場であるAnkGを介してリング状のアクチンとβIV/αII spectrinの四量体からなる膜直下の骨格に固定されている。微小管はTRIM46やMTCL-1によって架橋された束を形成し、AnkGはEB1/EB3およびNdel1を介して微小管と結合する。<br>文献<ref name=Huang2018 />より改変。]]
	== 分子 ==		== 分子 ==
	=== 分子構築 ===		=== 分子構築 ===

2026年4月1日 (水) 14:16にWikiSysopによる

2026-04-01T14:16:42Z

← 古い版		2026年4月1日 (水) 23:16時点における版
1行目:		1行目:
			<div align="right">
			<font size="+1">[http://researchmap.jp/hiroshikuba 久場博司]</font><br>
			''名古屋大学大学院医学系研究科''<br>
			DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2026年2月10日　原稿完成日：2026年2月18日<br>
			担当編集委員：[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎通介]（慶應義塾大学医学部生理学）<br>
			</div>

	同義語：軸索初節<br>		同義語：軸索初節<br>
	英：axon initial segment　独：Axoninitialsegment　仏：segment initial de l'axone <br>		英：axon initial segment　独：Axoninitialsegment　仏：segment initial de l'axone <br>

2026年4月1日 (水) 14:13にWikiSysopによる

2026-04-01T14:13:42Z

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			同義語：軸索初節<br>
	英：axon initial segment　独：Axoninitialsegment　仏：segment initial de l'axone <br>		英：axon initial segment　独：Axoninitialsegment　仏：segment initial de l'axone <br>
	英略称：AIS		英略称：AIS

	{{box\|text=　軸索起始部は、細胞体の近傍にある無髄の軸索領域であり、電位依存性 Naイオンチャネルや骨格分子が高密度に集積することによって、神経細胞における活動電位の起点として働くとともに、細胞体・樹状突起分子の軸索への侵入を防ぐことで神経細胞の極性維持の役割を担っている。}}		{{box\|text=　軸索起始部は、細胞体の近傍にある無髄の軸索領域であり、電位依存性Naイオンチャネルや骨格分子が高密度に集積することによって、神経細胞における活動電位の起点として働くとともに、細胞体・樹状突起分子の軸索への侵入を防ぐことで神経細胞の極性維持の役割を担っている。}}

	== 軸索起始部とは ==		== 軸索起始部とは ==
	軸索起始部は、細胞体と軸索を分ける長さ10～60 µmの無髄領域であり、軸索小丘（axon hillock）の遠位に位置し、軸索初節とも呼ばれる。軸索起始部にはイオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質、足場タンパク質、骨格分子が高密度に集積しており、このことが神経細胞の出力生成や極性維持を可能にしている<ref name=Kole2012><pubmed>22284179</pubmed></ref>（1）。軸索起始部は従来、電子顕微鏡で観察される束化した微小管や細胞膜の裏打ち構造といった超微細構造によって定義されていたが、現在は電位依存性Naチャネルの足場タンパク質であるAnkyrinG（AnkG）が集積する領域として分子レベルで定義されている。軸索起始部とランビエ絞輪は分子構築がよく似ており、進化的に関連すると考えられている。これらの構造は480 kDaのankyrinGを獲得した脊椎動物から見られ、軸索起始部は無顎類（約500万年前）以降、ランビエ絞輪は顎口類（約440万年前）以降に出現することが知られている<ref name=Jenkins2015><pubmed>25552556</pubmed></ref>（2）。		[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig1.png\|サムネイル\|'''図1. 軸索起始部の位置''']]
			軸索起始部は、細胞体と軸索を分ける長さ10～60 µmの無髄領域であり、軸索小丘（axon hillock）の遠位に位置する（'''図1'''）。軸索起始部にはイオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質、足場タンパク質、骨格分子が高密度に集積しており、このことが神経細胞の出力生成や極性維持を可能にしている<ref name=Kole2012><pubmed>22284179</pubmed></ref>（1）。軸索起始部は従来、電子顕微鏡で観察される束化した微小管や細胞膜の裏打ち構造といった超微細構造によって定義されていたが、現在は電位依存性Naチャネルの足場タンパク質であるAnkyrinG（AnkG）が集積する領域として分子レベルで定義されている。軸索起始部とランビエ絞輪は分子構築がよく似ており、進化的に関連すると考えられている。これらの構造は480 kDaのankyrinGを獲得した脊椎動物から見られ、軸索起始部は無顎類（約500万年前）以降、ランビエ絞輪は顎口類（約440万年前）以降に出現することが知られている<ref name=Jenkins2015><pubmed>25552556</pubmed></ref>（2）。
			[[ファイル:Kuba Axon Initial Segment Fig2.png\|サムネイル\|'''図2. 軸索起始部の分子構築'''<br>イオンチャネルや接着分子などの膜タンパク質が足場であるAnkGを介してリング状のアクチンとβIV/αII spectrinの四量体からなる膜直下の骨格に固定されている。微小管はTRIM46やMTCL-1によって架橋された束を形成し、AnkGはEB1/EB3およびNdel1を介して微小管と結合する。]]
	== 分子 ==		== 分子 ==
	=== 分子構築 ===		=== 分子構築 ===
	軸索起始部では、Naチャネルを始めとしたイオンチャネル、足場タンパク質（AnkG、PSD93）、細胞骨格（βIV/αII spectrin、アクチン、微小管）、接着分子（NF ~~186、NrCAM、ADAM22、Caspr2、Tag1）が分子複合体を形成している。近年の超解像顕微鏡技術の進歩により、アクチンは細胞膜をリング状に裏打ちし、~~βIV/αII spectrinのヘテロ四量体がこれらを繋ぐことで190 nm周期の格子構造をとることが示されている<ref name=Xu2013><pubmed>23239625</pubmed></ref><ref name=Leterrier2018><pubmed>29378864</pubmed></ref>（3, ~~4）（図1）。Naチャネルは足場であるAnkGと結合することで、~~βIV/αII spectrinを介してアクチンリングに固定され、NF 186を介して細胞外基質（Brevican、Versican）に結合し、さらにEB1//EB3を介して束化した微小管とも結合しており、このことがNaチャネルの軸索起始部への集積を可能にしている。AnkGは軸索起始部の形成と維持に最も重要な分子であり、AnkGの欠失により軸索起始部は消失する<ref name=Hedstrom2007><pubmed>17724124</pubmed></ref><ref name=Sobotzik2009><pubmed>19805161</pubmed></ref>（5, 6）。		軸索起始部では、Naチャネルを始めとしたイオンチャネル、足場タンパク質（AnkG、PSD93）、細胞骨格（βIV/αII spectrin、アクチン、微小管）、接着分子（NF 186、NrCAM、ADAM22、Caspr2、Tag1）が分子複合体を形成している（'''図2'''）。近年の超解像顕微鏡技術の進歩により、アクチンは細胞膜をリング状に裏打ちし、βIV/αII spectrinのヘテロ四量体がこれらを繋ぐことで190 nm周期の格子構造をとることが示されている<ref name=Xu2013><pubmed>23239625</pubmed></ref><ref name=Leterrier2018><pubmed>29378864</pubmed></ref>（3, 4）。Naチャネルは足場であるAnkGと結合することで、βIV/αII spectrinを介してアクチンリングに固定され、NF 186を介して細胞外基質（Brevican、Versican）に結合し、さらにEB1//EB3を介して束化した微小管とも結合しており、このことがNaチャネルの軸索起始部への集積を可能にしている。AnkGは軸索起始部の形成と維持に最も重要な分子であり、AnkGの欠失により軸索起始部は消失する<ref name=Hedstrom2007><pubmed>17724124</pubmed></ref><ref name=Sobotzik2009><pubmed>19805161</pubmed></ref>（5, 6）。

	=== イオンチャネル ===		=== イオンチャネル ===
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	=== 恒常的可塑性 ===		=== 恒常的可塑性 ===
	軸索起始部の長さや軸索上の位置は神経活動の変化に応じて可塑的に変化し、この変化は恒常的可塑性として神経活動をネガティブフィードバックに調節する<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref><ref name=Kuba2010><pubmed>20543822</pubmed></ref>（13, 14）。軸索起始部可塑性における軸索起始部の変化は細胞種によって異なる。例えば、発達期の視覚野や聴覚神経核では感覚入力によって軸索起始部の長さが短縮する<ref name=Gutzmann2014><pubmed>24672466</pubmed></ref><ref name=Akter2020><pubmed>32719016</pubmed></ref>（15, 16）。一方、海馬の分散培養標本では脱分極によって軸索起始部の位置が細胞体から離れる<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref>（13）。また、嗅球では脱分極によって軸索起始部の位置が興奮性細胞と抑制性細胞で逆の変化を示し、興奮性細胞では細胞体から離れるのに対して、抑制性細胞では細胞体に近づく<ref name=Chand2015><pubmed>25632134</pubmed></ref>（17）。軸索起始部可塑性は神経細胞の興奮性が亢進するてんかんなどの病態でもみられる<ref name=Harty2013><pubmed>23602553</pubmed></ref>（18）。		軸索起始部の長さや軸索上の位置は神経活動の変化に応じて可塑的に変化し、この変化は恒常的可塑性として神経活動をネガティブフィードバックに調節する<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref><ref name=Kuba2010><pubmed>20543822</pubmed></ref>（13, 14）。軸索起始部可塑性における軸索起始部の変化は細胞種によって異なる。例えば、発達期の視覚野や聴覚神経核では感覚入力によって軸索起始部の長さが短縮する<ref name=Gutzmann2014><pubmed>24672466</pubmed></ref><ref name=Akter2020><pubmed>32719016</pubmed></ref>（15, 16）。一方、海馬の分散培養標本では脱分極によって軸索起始部の位置が細胞体から離れる<ref name=Grubb2010><pubmed>20543823</pubmed></ref>（13）。また、嗅球では脱分極によって軸索起始部の位置が興奮性細胞と抑制性細胞で逆の変化を示し、興奮性細胞では細胞体から離れるのに対して、抑制性細胞では細胞体に近づく<ref name=Chand2015><pubmed>25632134</pubmed></ref>（17）。軸索起始部可塑性は神経細胞の興奮性が亢進するてんかんなどの病態でもみられる<ref name=Harty2013><pubmed>23602553</pubmed></ref>（18）。
	軸索起始部可塑性は数時間から数日にわたる緩徐な変化であり、これは軸索起始部の分子構築の再編を反映すると考えられている。軸索起始部可塑性にはCaチャネルを介した細胞内Caイオンの濃度変化が重要である。軸索起始部可塑性に関わる分子としては、カルシニューリンやサイクリン依存性キナーゼ5（cdk5）が知られる<ref name=Evans2013><pubmed>23595753</pubmed></ref><ref name=Trunova2011><pubmed>21775591</pubmed></ref><ref name=Jahan2023><pubmed>36639893</pubmed></ref>（19-21）。これら分子が軸索起始部の分布を変化させるしくみは分かっていないが、エンドサイトーシスや微小管の再編が関わると考えられている。
			軸索起始部可塑性は数時間から数日にわたる緩徐な変化であり、これは軸索起始部の分子構築の再編を反映すると考えられている。軸索起始部可塑性にはCaチャネルを介した細胞内Caイオンの濃度変化が重要である。軸索起始部可塑性に関わる分子としては、カルシニューリンやサイクリン依存性キナーゼ5（cdk5）が知られる<ref name=Evans2013><pubmed>23595753</pubmed></ref><ref name=Trunova2011><pubmed>21775591</pubmed></ref><ref name=Jahan2023><pubmed>36639893</pubmed></ref>（19-21）。これら分子が軸索起始部の分布を変化させるしくみは分かっていないが、エンドサイトーシスや微小管の再編が関わると考えられている。

	=== 極性維持 ===		=== 極性維持 ===
	軸索起始部は、細胞体・樹状突起分子の軸索への侵入を防ぐ分子バリアとして働くことで神経細胞の極性を維持する。この分子バリアには膜拡散と細胞内輸送の2つのしくみが関わり、AnkGはこの両方において重要な役割を担うと考えられている<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref><ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>（22, 23）。このため、海馬や小脳の神経細胞ではAnkGの欠失によって軸索起始部が消失し、さらに軸索にはスパインやシナプス後肥厚のような樹状突起の性質がみられるようになる<ref name=Hedstrom2007><pubmed>17724124</pubmed></ref><ref name=Sobotzik2009><pubmed>19805161</pubmed></ref>（5, 6）。膜拡散のバリアとしては、細胞膜直下のAnkG-βIV spectrin-アクチンからなる細胞骨格に結合したイオンチャネルや接着分子などの膜貫通タンパク質が物理的に側方拡散を妨げる「ピケットフェンスモデル」が有力である<ref name=Nakada2003><pubmed>12819789</pubmed></ref>（24）。一方、細胞内輸送によるバリアとしては、ミオシンVaとアクチンパッチによる細胞体・樹状突起分子の輸送制御、EB1/3を介した微小管へのAnkG結合による軸索輸送の障害、微小管結合タンパク質であるMAP2やMAP6による順行性輸送の制御、ダイニン結調節因子であるNdel1による逆行性輸送の制御などの説がある<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref>		軸索起始部は、細胞体・樹状突起分子の軸索への侵入を防ぐ分子バリアとして働くことで神経細胞の極性を維持する。この分子バリアには膜拡散と細胞内輸送の2つのしくみが関わり、AnkGはこの両方において重要な役割を担うと考えられている<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref><ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>（22, 23）。このため、海馬や小脳の神経細胞ではAnkGの欠失によって軸索起始部が消失し、さらに軸索にはスパインやシナプス後肥厚のような樹状突起の性質がみられるようになる<ref name=Hedstrom2007><pubmed>17724124</pubmed></ref><ref name=Sobotzik2009><pubmed>19805161</pubmed></ref>（5, 6）。膜拡散のバリアとしては、細胞膜直下のAnkG-βIV spectrin-アクチンからなる細胞骨格に結合したイオンチャネルや接着分子などの膜貫通タンパク質が物理的に側方拡散を妨げる「ピケットフェンスモデル」が有力である<ref name=Nakada2003><pubmed>12819789</pubmed></ref>（24）。一方、細胞内輸送によるバリアとしては、ミオシンVaとアクチンパッチによる細胞体・樹状突起分子の輸送制御、EB1/3を介した微小管へのAnkG結合による軸索輸送の障害、微小管結合タンパク質であるMAP2やMAP6による順行性輸送の制御、ダイニン結調節因子であるNdel1による逆行性輸送の制御などの説がある<ref name=Huang2018><pubmed>29749636</pubmed></ref><ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>（22, 23）。
	<ref name=Fréal2025><pubmed>39947181</pubmed></ref>
	（22, 23）。

	== 疾患との関わり ==		== 疾患との関わり ==