「グリア細胞」の版間の差分

2014年5月19日 (月) 18:30時点における版

工藤佳久
東京薬科大学生命科学部名誉教授
DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2013年11月2日　原稿完成日：2014年XX月XX日

担当編集委員：林康紀（独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター）

英語名：glial cell　独：Gliazelle　仏：cellule gliale

同義語：膠細胞、神経膠細胞

　脳に分布する主なグリア細胞はアストロサイト、オリゴデンドロサイトおよびミクログリアの三種に分類される。ヒトの脳におけるこれらグリア細胞全体の数はニューロンの数を遙かに上回る。しかし、電気的には不活性なこれらの細胞の中枢神経系における機能は発見以来、長い間、過小評価されてきた。もちろん、アストロサイトについては、神経伝達物質の取り込み、シナプス周辺のイオン環境の維持、血液能関門としての役割など受動的ではあるが重要な役割はすでに認められていた。また、オリゴデンドロサイトについては髄鞘の形成による活動電位の伝導速度促進、ミクログリアについては損傷を受けたニューロンの除去や修復機能など多様な機能は認められていた。しかし、20世紀後半から細胞内カルシウム濃度研究法や二光子レーザー顕微鏡などの技術によりグリア細胞の新しい側面が浮き彫りにされてきた。この中には、アストロサイトが多様な神経伝達物質受容体を発現し、ニューロンの活動に応答して、自らも伝達物質を遊離することによってニューロン活動を修飾すること。オリゴデンドロサイトが形成する髄鞘は神経活動に応じて拡大すること。さらに、ミクログリアがシナプスの再編成に積極的関与することなどグリア細胞が高次機能発現に関与する可能性を示す発見が多い。これらの事実はこれまでのようなニューロン中心の研究では脳機能の全貌を解き明かすことは困難であることを意味している。

発見

　グリア細胞のgliaはニューロンとニューロンの間の空間を埋める糊やセメントのような物質という意味のNervenkittが語源となっている。病理学者のルドルフ・ウイルヒョー（Rudolph Virchow）が1846年に発表した論文に記載されている当時の組織染色技術では細胞の形を捉えることができなかったので、とりあえず、「神経の間を埋める何らかの物質」というような意味としての定義したのだろう。ウイルヒョーはやがてこれが細胞であることをつきとめて、細胞病理学の教科書には結合組織細胞と記載している（1858年）。その後、オットー・ダイテルス（Otto Deiters）、ミカエル・レンホサック（Michael von Lenhossék）、ウイルヘルム・ヒス（Wilhelm His）など19世紀末に活躍した多くの著名な神経組織学者がこの細胞の存在に興味を持ち、多様な形態や脳内分布の特徴を報告している。英語ではneurogliaと訳され、日本語では「膠（こう）細胞」（膠（にかわ）とはコラーゲンを原料とする接着剤）と訳される。

　やがて、細胞染色法の発達によって、その実体が少しずつ明らかにされてきたが、カミロ・ゴルジ（Camillo Golgi）が確立したゴルジ染色法により、ニューロンと共にこの細胞の形態も浮き彫りになってきた。現在、グリア細胞の一つとして、よく知られているアストロサイト（astrocyte、またはアストログリア、astroglia）という名称を与えたのはレンホサックであるが、その実体を最も正確に記載したのがラモン・イ・カハール（Santiago Ramon y Cajal）である。ゴルジ染色を改良した染色法によって様々な形態のアストロサイトを観察している。その後、ピオ・デル・リオ-オルテガ（Pío del Río Hortega）がニューロン、アストロサイトに次ぐ第三の細胞群として、オリゴデンドロサイト（oligodendrocyte、またはオリゴデンドログリア：oligodendroglia）とミクログリア（microglia）の存在を報告している（1921）（グリア細胞発見の歴史については文献^[1]および^[2]を参照）。すなわち、これらの脳を構成する主要な細胞としてのグリア細胞群の存在は、ニューロンとほぼ同時代に発見されていたのである。現在、グリア細胞は、大グリア細胞（macroglia、アストロサイトとオリゴデンドロサイト）と、小グリア細胞（microglia:ミクログリア）に分類されている。

　存在部位や機能によってその形態には多様性があり、それぞれが持つ特異的抗原分子によって分類される。現在は脳の第二の主役と呼ばれるほどに機能の重要さが注目されるようになってきている。多くのグリア細胞に関する叢書の序論にはヒトの脳におけるグリア細胞脳存在量はニューロンの10倍近くと述べられているが、その根拠は曖昧である。しかし、哺乳動物の脳におけるグリア細胞の分布比は脳が発達に伴って高くなっており^[3]、また、他の霊長類（チンパンジーやゴリラなど）と比較しても高いことが明らかにされているので、脳の進化とグリア細胞の数には何らかの相関がある可能性は高い^[4]。

発生

図1．ニューロンとグリア細胞の発生
まず、マトリックス細胞から神経幹細胞が作られる。十分な神経細胞ができると、マトリックス細胞は海綿芽細胞にスイッチし、グリオブラストをつくる、これがアストロサイトとオリゴデンドロサイトに分化する。^[5]の図を参考にして作成

　20世紀の半ばまで、グリア細胞の発生については1889年にヒスが提唱した二元説を基にして構築されていた。すなわち、神経細胞は胚芽細胞（germinal cell）を起源とする神経幹細胞（neuroblast）から発生し、グリア細胞は海綿芽細胞（spongioblast）を起源とするグリア幹細胞（glioblast）から発生する。これらの幹細胞はほぼ同時期に作られ、それらがニューロンとグリア細胞を同時並行的に作り出すという学説が確立されてきた。

　しかし、それに対して、藤田晢也が[³H]-チミジン・オートラジオグラフィー法を用いて、初期神経管における分裂細胞の動態を解析することによって、それまで海綿芽細胞または放射状グリア（radial glia）と呼ばれていた細胞が、すべて胚芽細胞であり、その核の周囲部が分裂サイクルに同期してエレベーター運動を生ずることを発見した^[6]。すなわち、この時期の神経管には均質な細胞しか存在せず、この細胞は神経およびグリア細胞の発生の基盤になるものであり、マトリックス細胞（matrix cell）と呼ばれるべきものである。藤田はこのマトリックス細胞が不均一分裂し、マトリックス細胞と神経幹細胞が生ずることを明らかにした^[7]。発生の初期の段階で、マトリックス細胞はこの分裂周期を繰り返すことによって、次々に神経幹細胞を造り出し、それらがニューロンに分化する。十分な量のニューロンができると、やがて、マトリクス細胞は脳室上衣グリア幹細胞（ependymoglioblast）にスイッチし、そこからグリア幹細胞が造られるようになることを証明した^[5]（図1）。アストロサイトもオリゴデンドロサイトもこのようにして造り出されることが明らかにされている。当然のことながら、藤田学説は猛烈な反対を受ける。そして、1970年のアメリカの神経発生学者達によって「神経系の細胞発生における命名法の改変に関する委員会」（ボールダー委員会）によって、藤田説は否定された。しかし、現在は遺伝子発現の解析などで藤田説が正しいことが認められている。それにもかかわらず、ボールダー委員会の決議が撤回されたとは聞いていない。

　ミクログリアの発生についてはまだ議論が定着したとはいいきれない。アストロサイトやオリゴデンドロサイトと同様にグリア幹細胞から分化してくる細胞と考えるグループもある。しかし、最近になって、ミクログリアの起源は胎児期に卵黄嚢で造血細胞から分化して、神経管に浸入してくる中胚葉起源の細胞であることを示す証拠が報告されている^[8]。しかし、最終的結論には至っていない。

アストロサイト

図2．アストロサイトの形態
A. GFAP抗体で標識したアストロサイト（脳スライス培養標本）（著者原図）（編集コメント：スケールバーをお願いします）
B. ゴルジ染色されたアストロサイト（超高圧電子顕微鏡による立体画像）（濱清先生提供）

名称と形態の特徴

　日本語では星状膠細胞と訳されている。その名はレンホサックにより「星のような」細胞という意味で命名されて、現在に至っている。発見当初の細胞染色法ではこの細胞の骨格部分のみを染色していたために星のように見えたのだ。前述のようにアストロサイトが組織学的にニューロンとは異なった第二の脳細胞であることを正確に記載したのはカハール（1913）である。

　超高圧電子顕微鏡による三次元形態解析によりアストロサイトは多数の突起がさらに細かく分岐し、その先端をシート状に広げていることが明らかにされている^[9]。したがって、全体としては星状というよりスポンジ状であり、大きな表面積を持つ細胞である（図2）。しかし、脳内でアストロサイトが占める空間の大きさは絶対数のみではなく一つのアストロサイトのサイズとその突起の広がりにも依存する。ラットのアストロサイトの直径は30から60 μmであり、3～4本の突起を伸ばしている。その結果、一個のアストロサイトが占める空間は66000 μm³に及ぶ。それに対して、ヒトのアストロサイトの直径は100～200 μmであり、その上、突起の数は40本を超えるので、その総体積はラットのアストロサイトの27倍にも及ぶ。ラットでは一個のアストロサイトに約9万個のシナプスが被われていると推定されている。これをヒトのアストロサイトに当てはめると、一個あたり、200万個以上のシナプスを被っていることになる^[10]。

同種の細胞

　アストロサイトの同種と考えられる細胞は小脳のバーグマン細胞（Bergmann glia）、網膜に分布するミュラー細胞（Müller cell）など多様である。しかし、これらの形は決して星の様な形はとっていない。

マーカー分子

　アストロサイトまたはその同類の細胞を同定するためのマーカータンパク質として、グリア線維性酸性タンパク質（glial fibrillary acidic protein、GFAP）、ビメンチン、S100βなど多様な分子が確認されている。これらは多くの同種細胞に発現する。しかし、どの分子もすべての種類のアストロサイトに対応するものではない。また、分布する部位や、発達時期、障害の有無によって発現の程度が異なり、まったく発現しない場合もあるので、同定には注意を要する。

ヒト脳における分布量

　ヒトの大脳皮質においてはニューロンの1.4倍ほど分布していると推定されている。これはラットやマウスの5倍に及ぶとされている^[11]。しかし、高次機能におけるアストロサイトの重要性を主張するにはあまりインパクトのない分布量の差である。しかし、この数よりも上述のようなヒトのアストロサイトがラットのそれより27倍も大きな空間を占めるという点に注目すべきであろう。ヒトでは一個のアストロサイトが200万個以上のシナプスを被い、それがラットの5倍も存在するのだから、脳機能の進化との関連性を強く示唆すると考えることに異論はないだろう。アインシュタインの脳ではニューロンに対するアストロサイトの量が多かったという報告もある^[12]。もちろん、同年齢の健康なヒトの脳のデータとの比較であるが、有意差を求めることは難しい。しかし、アストロサイトが単なる支持細胞としてだけではなく、脳の機能の高度化にも関わっている可能性を支持する証拠の一つである。

機能

図3．血管とアストロサイトが作る空間に配置されるニューロン
アストロサイトの樹状突起は細かく枝分かれして広い範囲に広がる。その突起の一本は細動脈と接触している。アストロサイト同士のオーバーラップは小さい。ニューロンはアストロサイトが作る空間に位置し、その中で神経回路を作る。

脳の機能的構造維持

　前述のようにアストロサイトは沢山の突起を伸ばし、その先端をシート状にひろげ、まるでスポンジのような形をしている。脳の灰白質の中では一つのアストロサイトは突起の先端部分で他のアストロサイトとわずかに重なり合う程度である。一方、アストロサイトの一端は血管に接触している。したがって、アストロサイトと血管の間に一定の三次元空間が造り出される（図3）^[13]。すなわち、ニューロンのネットワークはアストロサイトが造り出す網目状の空間に配置されていることになる。実際にニューロンが作るシナプスをアストロサイトの先端突起部（ラメラ：lamella）が覆っており、互いに緊密な機能的相関があることを示している。

細胞外イオン環境の調節

　シナプス周辺に高密度に広がるアストロサイトの先端突起はニューロン活動に伴う細胞外イオン環境の変化の恒常性に重要な役割を持つ。ニューロンの活動、すなわち脱分極はニューロン内にNa⁺とCa²⁺を流入させ、細胞外にK⁺を流出させる。細胞外のK⁺が上昇はニューロン内外のイオン勾配を小さくしてしまうので、活動電位の発生に支障を来す。アストロサイトには多様なイオンポンプやイオンチャネル（K⁺チャネル、Na⁺/H⁺アンチポーター、Na⁺/K⁺/Cl^-、Cl^-チャネル、水チャネルなど）が分布しており、ニューロン活動に伴って生ずる細胞外液のイオン濃度の変化を調節し、恒常性を保っている。

血液脳関門

　脳の細動脈はアストロサイトの先端で覆われており、血管上皮細胞は互いに緊密に繋ぎ合わされている。ニューロンは血管とは直接接触していないので、血液と脳実質間の物質の受け渡しは血管壁とアストロサイト膜を介して行わなければならない。実際にこのままでは小さなイオンさえも通すことはできない。必要な分子は血管上皮とアストロサイトに発現した次のような特殊なトランスポーを介して行われる。

グルコーストランスポーター（GLUT1）
多様なアミノ酸トランスポーター
エネルギー依存性アデニンヌクレオチド結合（adenine-nucleotide binding casset (ABC)トランスポーター
各種のイオン交換システム（Na⁺/H⁺、Na⁺/K⁺、Cl^-/HCO₃^-）

　この仕組みが、脳内への有害物質の浸入を防ぎ、必要な分子を選択的に通過させる血液脳関門である。

図4．アストロサイトに発現する多様な神経伝達物質トランスポーター
Uptake2（モノアミントランスポーター）以外はすべてNa⁺を共輸送する。グリシントランスポーターとUptake1はCl-を共輸送する。特にグルタミン酸トランスポーターでは陽イオンの共輸送が大きくとりこみにより電位が発生する（起電性）。

神経伝達物質の取り込み

　神経信号の伝達の際にシナプス周辺には神経伝達物質が大量に放出される。信号伝達後、過剰な伝達物質は早急にシナプス部位から排除されることが必要である。アセチルコリンやATPは特異的分解酵素によって速やかに排除される。しかし、中枢神経系の約70％シナプスにおいて興奮性神経伝達物質して機能しているグルタミン酸をはじめとして、多くの伝達物質は特異的トランスポーターによってシナプス周辺から除去される（図4）。グルタミン酸は興奮性アミノ酸トランスポーター（Excitatory amino acid transporter: EAAT）により取り込まれる。興奮性アミノ酸トランスポーターはニューロンにも存在するが、アストロサイトに発現するEAAT1（Glutamate aspartate transporter、GLAST）とEAAT2（Glutamate transporter-1、GLT-1）が主なグルタミン酸取り込み経路となっている。これらのトランスポーターは細胞内外のイオン濃度勾配を利用してグルタミン酸を輸送する。グルタミン酸一分子の取り込みには2 - 3個のNa⁺イオンと1個のH⁺イオンが共輸送され、1個のK⁺イオンが排出される（図4）。結果として、この取り込みの際にはアストロサイトは脱分極する（起電性トランスポーター）^[14]。

　アストロサイトには抑制性伝達物質 GABAおよびグリシンに対するトランスポーターも発現する。前者はGAT-3と呼ばれ、一分子のGABAの取り込みに2個のNa⁺イオンの共輸送を必要とする。後者はGLYT-1と呼ばれ、一分子のグリシンの取り込みに2個のNa⁺イオンと1個のCl^-イオンの共輸送が必要とされる^[15]。その他、アストロサイトにはタウリントランスポーターも発現している。

　さらに中枢におけるuptake 1（Net(Slc6a2), Dat(Slc6a3), Sert(Slc6a4)）と呼ばれるNa⁺/Cl^-イオン依存性およびコカイン感受性の神経型モノアミントランスポーターに加えて、uptake 2(Net(Oct1-3(Slc22a1-3), Pmat(Slc29a4)と呼ばれるNa⁺/Cl^-イオンに依存しないステロイド感受性のモノアミントランスポーターが存在することが明らかにされている。アストロサイトにはuptake 1もuptake 2も存在し、モノアミン除去に重要な役割を果たしている。モノアミントランスポーターとして、ドーパミントランスポーター（DAT）、ノルエピネフリントランスポーター（NET）およびセロトニントランスポーター（SET）のcDNAがクローニングされている。その他、アストロサイトにはヒスタミントランスポーターの存在も同定されている^[16] ^[17]。

グリア細胞が合成し遊離する分子

　グリア細胞は神経栄養因子類（神経成長因子（nerve growth factor、NGF）、脳由来神経栄養因子（brain-derived neurotropic factor、BDNF）、ニューロトロフィン3（neurotrophin 3、NT3）、4 （neurotrophin 4、NT4））やニューロペプチドY（neuropeptide Y、NPY）、オピオイドペプチドなど多様なポリペプチドを合成し、遊離する。それらはニューロンに働きかけて、樹状突起の成長や軸索の伸張、神経回路の修復などに広範囲に脳機能の維持に寄与している。

図5．血管からニューロンへのエネルギー源の移動
血中グルコースの大半は血管壁とアストロサイトの膜に発現するGLUT1を介してアストロサイトに取り込まれ、その中で乳酸まで代謝される。乳酸はモノカルボン酸トランスポーターを介してニューロンに運び込まれて、TCAサイクルにより代謝されてATPが作られる。一部のグルコースは血管壁から細胞外液に拡散し、GLUT3を介して直接ニューロンに取り込まれる。
Glu : グルコース、GLUT1, 3: 1型, 3型グルコーストランスポーター、MCT: モノカルボン酸トランスポーター

エネルギー供給機構

　ニューロンにとって唯一のエネルギー源はグルコースである。そのグルコースは上述のグルコーストランスポーターを使って、ニューロンに供給されている。アストロサイトは取り込んだグルコースを乳酸まで代謝してから、モノカルボン酸トランスポーターを介してニューロンに供給している^[18]（図5）。

　ニューロン活動により遊離されたグルタミン酸により細動脈周辺のアストロサイトの細胞内カルシウム濃度が高まると、細動脈の直径が広がり、血流量が高まる^[19]。周辺のアストロサイトの活性化を介して血流量を増やし、エネルギーを必要とする部位へより多くのグルコースを供給できることを意味する。この事実から考えると、現在、脳活動の画像化に利用されている機能性核磁気共鳴イメージング（functional magnetic resonance imaging: fMRI）はアストロサイトの機能を間接的に見ている事になる。

神経伝達物質受容体の発現

　20世紀末まではもっぱら、ニューロンの支持細胞としての機能のみが注目されていたアストロサイトであるが、実は1980年代後半にはこの細胞にグルタミン酸受容体、GABA受容体、セロトニン受容体、ノルアドレナリン受容体など様々な神経伝達物質受容体が発現していることがすでに報告されている。この頃から、分子生物学的に神経伝達物質受容体の存在を実証する方法が確立され、アストロサイトにはGタンパク質共役型受容体が分布していることが明らかにされてきていた。現在ではプリン受容体、アセチルコリン受容体、ヒスタミン受容体、ドーパミン受容体の発現も確認されている。もちろん、すべてのアストロサイトに発現しているのではない。しかし、主要な神経伝達物質のほとんどがアストロサイトに発現する可能性がある^[20]。

図6．G-タンパク質共役型グルタミン酸受容体を介したアストロサイトのカルシウムオシレーション
初代培養海馬細胞に蛍光カルシウム指示薬fura-2を負荷して、NMDAとt-ACPDの作用を検討した後MAP2抗体とGFAP抗体で、それぞれニューロンとアストロサイトを同定した。黒枠：NMDAまたはt-ACPDにカルシウム応答をする細胞。赤枠：t-ACPDによってアストロサイトに引き起こされたカルシウムオシレーション（動画参照）。

細胞内カルシウム濃度の変化

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動画1

　受容体の発現があったとしても、それが機能的に意味を持っているかどうかはわからず、多くの神経研究者は注目することなく時が過ぎた。というのも、アストロサイトは電気的にはまったく不活性であると報告されており、確かに、深い静止膜電位は持つものの、通電してもまったく応答することはない^[21]。電気生理学が脳研究の中心的な解析手法であった当時、こんな不活性な細胞が伝達物質受容体を発現していたとしても意味がないと考えられたのも不思議はない。

　ところがアストロサイトの活動を検出できる研究手法が開発されたことで、事情は一変する。カルシウムイメージング（calcium imaging）法、すなわち、細胞内カルシウム濃度の画像による解析方法である。細胞内に容易に導入することができる蛍光カルシウム指示薬を用い、カルシウム濃度の変動の結果生ずる蛍光強度の変動をビデオ画像として捉えるものである^[22]。

　この方法を使って、アストロサイトのクローン細胞（C6-Bu-1）にセロトニンに対するカルシウム応答反応がることが報告された^[23]。その後、中枢由来の培養アストロサイトを用いて、グルタミン酸が細胞内カルシウム濃度上昇させることが報告された^[24] ^[25]。それに前後して、アセチルコリン、ヒスタミン、ATP、ノルアドレナリン、ドーパミンに対してもアストロサイトが同様なカルシウム応答反応を生ずることが報告されている。この反応は細胞の一点で見ると反復性律動的反応（カルシウムオシレーション：calcium oscillation）として観察できる（図6）二次元的に観察すると、細胞内で反応が波状に広がるばかりか、周辺のアストロサイトにも波状に伝搬していることがわかる（カルシウムウエーブ）^[26]（動画1）。その伝搬速度は神経活動に比べると数オーダー遅い。しかし、この発見はそれまで不活性であり、脳のダイナミックな機能には寄与しないだろうと考えられていたアストロサイトが脳機能発現に積極的関与する可能性を示唆する重要な発見である。

グリア伝達物質の遊離

図7．グリオトランスミッターとトライパータイトシナプスの概念
ニューロンの終末（①）とスパイン（②）の間でのシナプス情報伝達に加えて、そのシナプスを包むアストロサイト（③）とニューロン間の情報伝達調節機構が組み込まれたシステム取り入れた概念。アストロサイトから遊離さる伝達物質はグリオトランスミッターと呼ばれる。

　アストロサイトがモノアミン刺激によってGABAやグルタミン酸を遊離できることは、カルシウム濃度上昇の発見以前に報告されていた^[27] ^[28]。このような神経伝達物質遊離がカルシウムの上昇によって引き起されるか、またそれによって周辺のニューロンに影響を与えることができるのかの証拠があれば、ニューロンからアストロサイトへの情報伝達ばかりではなく、アストロサイトからニューロンへの逆行性情報伝達が証明できる。この点も比較的簡単にクリアされた。アストロサイトにおけるカルシウム濃度上昇がグルタミン酸、ATP、D-セリンなどの分子を遊離できること、これらの分子が直接的にも間接的にもニューロンの活性に影響を与えることが証明されている（図7）^[29]。

　グルタミン酸は脳内のシナプスの70%で興奮性伝達物質として使われている分子である。従って、これを遊離できることはアストロサイトから周辺のシナプスに情報を伝達できることを意味する。

　もう一つ重要な分子がATPである。アストロサイトがATPを遊離できることはアストロサイト特異的培養系で、ATP測定をすることによって証明される。ATPはそのものが神経伝達物質の一つして認められており、ニューロンには7種のイオンチャンネル型のP2X受容体と8種のG-タンパク質共役型のP2Y受容体が分布していることが認められている。一方、アストロサイトにはイオンチャンネル型P2X受容体とG-タンパク質共役型のP2Y1、P2Y2、P2Y4を発現しているので、ATPに対する感受性が高く、カルシウムイメージング法でその効果を容易に確かめることができる^[30]。

　さらに、もう一つ重要な物質の遊離がある。D-セリンである。D-セリンはL-セリンからセリンラセミ化酵素によって合成され、グルタミン酸受容体のサブタイプの一つであるNMDA型グルタミン酸受容体のコアゴニストとして機能する。このNMDA型グルタミン酸受容体は細胞内にカルシウム流入を引き起こし、シナプス可塑性で重要な役割を果たしている。アストロサイトはセリンラセミ化酵素を発現し、D-セリンを遊離する^[31]。最近はニューロンもD-セリンを産生することができると報告されており、この機能がアストロサイトの特異的機能であることには疑問があるが^[32]、グリア細胞から遊離されたD-セリンがニューロンのNMDA型グルタミン酸受容体に促進的作用を受けもっていることは確からしい。このような分子はグリオトランスミッターと呼ばれている^[33]。

トライパータイトシナプス

　グリアとニューロンとがそれぞれ伝達物質受容体を発現し、ともに伝達物質を遊離できることから、脳機能が単にニューロンが作る回路のみではなく、グリア細胞とニューロンが作るもっと広範囲な回路の中から生み出されるのではないかという考え方が提唱されている。シナプス前ニューロンとシナプス後ニューロンとで作られるシナプスに、周辺のアストロサイトとの間でのシナプスの存在を加えた三者間シナプス（トライパータイトシナプス; tripartite synapse）という概念である^[34]。これまでに述べたアストロサイトの性質を考えれば当然あって然るべき仕組みである。このようなシナプスの存在を考慮に入れて脳における情報処理を考えると、これまでにニューロンのみで作られる回路の上で考えていた脳機能はもっと複雑で奥深いものになる（図7）。

シナプス可塑性に及ぼす役割

　すでに述べたようにアストロサイトには細かく枝分かれし、シート状の突起（ラメラ：lamella）を持つ樹状突起と、血管に巻き付く突起があり、そのラメラはニューロンの樹状突起上のシナプス構造を包み込んでいる。この構造はアストロサイトがシナプスをサポートしていることを示唆している。また、海馬スライス培養標本において、アストロサイトを緑色蛍光タンパク質（GFP）で、ニューロンをrhodamine-dextranで標識して、二光子顕微鏡で経時観察した結果、アストロサイトと接触したシナプスの寿命は接触しなかったシナプスに比較して有意に長く、成熟型のシナプスに移行していくことが証明されている^[35]この事実はおそらくシナプス可塑性にはアストロサイトの存在が重要であることを示唆しており、ますますアストロサイトの重要性が高まっている。