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英語名：raphe nuclei 羅：nuclei raphe 独：Raphe-Kerne 仏：noyaux du raphé | 英語名：raphe nuclei 羅：nuclei raphe 独：Raphe-Kerne 仏：noyaux du raphé | ||
{{box|text= | {{box|text= 縫線核は中脳から脳幹の内側部に分布する細胞集団で、9つの神経核B1-B9よりなる。免疫組織学的手法によりセロトニン細胞の分布とほぼ重なる。ただし、セロトニン細胞は縫線核外の近傍領域にも存在し、逆に、縫線核にはセロトニン以外の伝達物質を含む神経細胞も存在する。異なる縫線核は、菱脳節の異なる領域から発生し、マウスでは吻側のrhombomere1 (r1)からB4、6、7が、その後さらに尾側のr2からB5、8、9が、r5-8からB1、2、3が発生する。縫線核は脳のほぼ全域へ投射するが、縫線核内の起始部位によって投射先が異なる。入力元は主に辺縁系に属する前頭葉皮質や皮質下領域である。睡眠覚醒リズム・歩行・呼吸などのパターン的な運動のみならず、注意・報酬などの情動や認知機能にも関与する。}} | ||
[[image:KaeNakamura-Fig.png|thumb|400px|'''図．霊長類の縫線核'''<br>DRN: [[背側縫線核]] ([[dorsal raphe nucleus]]); MRN: [[内側縫線核]] ([[median raphe nucleus]]); NRM: [[大縫線核]] ([[nucleus raphe magnus]]); NRP: [[淡蒼縫線核]] ([[nucleus raphe pallidus]]); NRO: [[不確縫線核]] ([[nucleus raphe obscures]])<br> | [[image:KaeNakamura-Fig.png|thumb|400px|'''図．霊長類の縫線核'''<br>DRN: [[背側縫線核]] ([[dorsal raphe nucleus]]); MRN: [[内側縫線核]] ([[median raphe nucleus]]); NRM: [[大縫線核]] ([[nucleus raphe magnus]]); NRP: [[淡蒼縫線核]] ([[nucleus raphe pallidus]]); NRO: [[不確縫線核]] ([[nucleus raphe obscures]])<br> | ||
AC: [[前交連]] ([[anterior commissure]]); CC: [[脳梁]] ([[corpus callosum]]); Am: [[扁桃体]] ([[amygdala]]); CB: [[帯状束]] ([[cingulum bundle]]); DG: [[歯状回]] ([[dentate gyrus]]); DRCT: [[背側縫線核皮質路]] ([[dorsal raphe cortical tract]]); F: [[脳弓]] ([[fornix]]); H: [[視床下部]] ([[hypothalamus]]); Hipp: [[海馬]] ([[hippocampus]]); IC: [[内包]] ([[internal capsule]]); IP: [[脚間核]] ([[interpeduncular nucleus]]); LC: [[青斑核]] ([[locus coeruleus]]); MB: [[乳頭体]] ([[mammillary body]]); MFB: [[内側前脳束]] ([[medial forebrain bundle]]); OB: [[嗅球]] ([[olfactory bulb]]); S: [[中隔]] ([[septum]]); SM: [[髄条]] ([[stria medullaris]]); Str: [[線条体]] ([[striatum]]); SN: [[黒質]] ([[substantia nigra]]); VAFP; [[腹側扁桃体遠心路]] ([[ventroamygdalofugal pathway]])<br><ref name=ref3><pubmed>2418648</pubmed></ref>より改変 ]] | AC: [[前交連]] ([[anterior commissure]]); CC: [[脳梁]] ([[corpus callosum]]); Am: [[扁桃体]] ([[amygdala]]); CB: [[帯状束]] ([[cingulum bundle]]); DG: [[歯状回]] ([[dentate gyrus]]); DRCT: [[背側縫線核皮質路]] ([[dorsal raphe cortical tract]]); F: [[脳弓]] ([[fornix]]); H: [[視床下部]] ([[hypothalamus]]); Hipp: [[海馬]] ([[hippocampus]]); IC: [[内包]] ([[internal capsule]]); IP: [[脚間核]] ([[interpeduncular nucleus]]); LC: [[青斑核]] ([[locus coeruleus]]); MB: [[乳頭体]] ([[mammillary body]]); MFB: [[内側前脳束]] ([[medial forebrain bundle]]); OB: [[嗅球]] ([[olfactory bulb]]); S: [[中隔]] ([[septum]]); SM: [[髄条]] ([[stria medullaris]]); Str: [[線条体]] ([[striatum]]); SN: [[黒質]] ([[substantia nigra]]); VAFP; [[腹側扁桃体遠心路]] ([[ventroamygdalofugal pathway]])<br><ref name=ref3><pubmed>2418648</pubmed></ref>より改変 ]] | ||
==縫線核とは== | |||
[[中脳]]から[[脳幹]]の内側部に分布する細胞集団で、複数の核よりなる縫線核「群」である。元々[[ニッスル染色]]により同定されたが、後に免疫組織学的手法により[[セロトニン]]細胞の分布とほぼ重なることが判明し、DahlströmとFuxe<ref><pubmed>14229500</pubmed></ref>によって9つの神経核B1-B9('''表''')の集合体として記載された。ただし、セロトニン細胞は縫線核外の近傍領域にも存在し、逆に、縫線核にはセロトニン以外の伝達物質を含む神経細胞も存在する。異なる縫線核は、菱脳節(rhombomere)の異なる領域から発生し、マウスでは吻側のrhombomere1 (r1)からB4、6、7が、その後さらに尾側のr2からB5、8、9が、r5-8からB1、2、3が発生する。 | |||
==構造== | ==構造== | ||
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==== 吻側核群 ==== | ==== 吻側核群 ==== | ||
中脳に分布し、そのうち最大の核B7とその尾側につながるやや小さいB6は合わせて[[背側縫線核]](dorsal raphe nucleus, DRN)と呼ばれる。背側縫線核は[[中心灰白質]]の腹側、吻側は[[動眼神経核]]レベルから[[第4脳室]] | 中脳に分布し、そのうち最大の核B7とその尾側につながるやや小さいB6は合わせて[[背側縫線核]](dorsal raphe nucleus, DRN)と呼ばれる。背側縫線核は[[中心灰白質]]の腹側、吻側は[[動眼神経核]]レベルから[[第4脳室]]尾側端まで分布する。背側縫線核はさらに[[縫線核#吻側核群|束間部]] (interfascicular)、[[縫線核#吻側核群|腹内側部]] (ventromedial)、[[縫線核#吻側核群|腹外側部]] (ventrolateral、いわゆる[[縫線核#吻側核群|外側部]]; lateral wings)、[[縫線核#吻側核群|尾側部]] (caudal components)、[[縫線核#吻側核群|吻側部]] (rostral components)に分けられ、それぞれからの入出力も異なる<ref name=ref1><pubmed>1783685</pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed>9466453</pubmed></ref>。特に外側部と呼ばれる部位は、[[wj:ヒト|ヒト]]や[[wj:サル|サル]]では[[滑車神経]]周辺によく発達している。 | ||
B8とB5は[[内側縫線核]]（median raphe）または[[上中心核]]（nucleus centralis superior）と呼ばれ、吻側は[[上小脳脚]]交叉レベル、尾側は[[顔面神経丘]]の吻側レベルまで分布する。 | B8とB5は[[内側縫線核]]（median raphe）または[[上中心核]]（nucleus centralis superior）と呼ばれ、吻側は[[上小脳脚]]交叉レベル、尾側は[[顔面神経丘]]の吻側レベルまで分布する。 | ||
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|[[内側縫線核]]（median raphe）または[[上中心核]]（nucleus centralis superior）||B5, B8 | |[[内側縫線核]]（median raphe）または[[上中心核]]（nucleus centralis superior）||B5, B8 | ||
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| [[背側縫線核]] (dorsal raphe nucleus) || B6, B7 | | [[背側縫線核]] (dorsal raphe nucleus) <br> | ||
* [[縫線核#吻側核群|束間部]] (interfascicular) | |||
* [[縫線核#吻側核群|腹内側部]] (ventromedial) | |||
* [[縫線核#吻側核群|腹外側部]] (ventrolateral、いわゆる[[縫線核#吻側核群|外側部]]; lateral wings) | |||
* [[縫線核#吻側核群|尾側部]] (caudal components) | |||
* [[縫線核#吻側核群|吻側部]] (rostral components)<br> | |||
|| B6, B7 | |||
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縫線核細胞の前頭への投射線維の形態学的特徴や投射先はその起源核によって異なる<ref name=ref4><pubmed>16157378</pubmed></ref>。背側縫線核からの投射線維は小さな結節状構造バリコシティー (varicosity)を持つ細い軸索が広汎に微細に分岐し、小型の多形性のシナプスボタンを有し、[[大脳基底核]]や[[前頭皮質]]、外側[[中隔核]]、[[扁桃体]]、腹側[[海馬]]に投射する。内側縫線核からの投射線維は比較的太く結節状構造は有さず、分岐は短く細く、大きい球形のシナプスボタンを有し、背側海馬や内側中隔核、視床下部に投射する。この形態学的差異は[[アンフェタミン]]誘導体である神経毒 [[パラクロロアンフェタミン]] ([[parachloroamphetamine]], [[PCA]]) や[[3,4-メチレンジオキシメタンフェタミン]] ([[3,4-methylenedioxymethamphetamine]], [[MDMA]], 通称‘ecstasy’)に対する脆弱性とも関連がある可能性があり、投与後、内側縫線核からの投射線維は保存されている一方、背側縫線核からの投射線維は障害される<ref name=ref5><pubmed>3323265</pubmed></ref>。神経毒への感受性の差は、投射先の[[セロトニントランスポーター]] ([[SERT]])の分布の差とも関連があり、背側縫線核から微細な投射を受ける[[側坐核]]のほとんどの部位はセロトニントランスポーター濃度が高く、内側縫線核から球状のシナプス投射を受ける尾側の[[側坐核]]shellではセロトニントランスポーター濃度が非常に低い。 | 縫線核細胞の前頭への投射線維の形態学的特徴や投射先はその起源核によって異なる<ref name=ref4><pubmed>16157378</pubmed></ref>。背側縫線核からの投射線維は小さな結節状構造バリコシティー (varicosity)を持つ細い軸索が広汎に微細に分岐し、小型の多形性のシナプスボタンを有し、[[大脳基底核]]や[[前頭皮質]]、外側[[中隔核]]、[[扁桃体]]、腹側[[海馬]]に投射する。内側縫線核からの投射線維は比較的太く結節状構造は有さず、分岐は短く細く、大きい球形のシナプスボタンを有し、背側海馬や内側中隔核、視床下部に投射する。この形態学的差異は[[アンフェタミン]]誘導体である神経毒 [[パラクロロアンフェタミン]] ([[parachloroamphetamine]], [[PCA]]) や[[3,4-メチレンジオキシメタンフェタミン]] ([[3,4-methylenedioxymethamphetamine]], [[MDMA]], 通称‘ecstasy’)に対する脆弱性とも関連がある可能性があり、投与後、内側縫線核からの投射線維は保存されている一方、背側縫線核からの投射線維は障害される<ref name=ref5><pubmed>3323265</pubmed></ref>。神経毒への感受性の差は、投射先の[[セロトニントランスポーター]] ([[SERT]])の分布の差とも関連があり、背側縫線核から微細な投射を受ける[[側坐核]]のほとんどの部位はセロトニントランスポーター濃度が高く、内側縫線核から球状のシナプス投射を受ける尾側の[[側坐核]]shellではセロトニントランスポーター濃度が非常に低い。 | ||
一つの縫線核ニューロンからは複数の領域に枝分かれして投射するいわゆる側枝投射 (collateral projection)が報告されている。例えば、[[線条体]]と[[黒質]]、[[中隔野]]と[[嗅内野]]、[[前頭葉]] | 一つの縫線核ニューロンからは複数の領域に枝分かれして投射するいわゆる側枝投射 (collateral projection)が報告されている。例えば、[[線条体]]と[[黒質]]、[[中隔野]]と[[嗅内野]]、[[前頭葉]]と側坐核、扁桃体中心核と[[視床下部室傍核]]、[[外側膝状体]]と[[上丘]]などがあるがその機能的意義は不明である。 | ||
==== 背側縫線核からの投射 ==== | ==== 背側縫線核からの投射 ==== | ||
背側縫線核のうち腹内側部 (ventromedial cluster)は主に前頭葉皮質、外側部 (Lateral wings)は主に線条体に投射する。その他、背側縫線核からは[[黒質網様体]]・[[淡蒼球]]・扁桃体・腹側海馬・視床下部への投射がある。 | |||
線条体への投射は側坐核を含めた腹側に特に強い。黒質網様体・[[緻密部]]への投射も存在し、特に黒質網様体への投射は背側縫線核からの投射が最も強い。扁桃体ではすべての領域への投射があり、作用はおおむね抑制性である<ref name=ref6><pubmed>137766</pubmed></ref>。 | 線条体への投射は側坐核を含めた腹側に特に強い。黒質網様体・[[緻密部]]への投射も存在し、特に黒質網様体への投射は背側縫線核からの投射が最も強い。扁桃体ではすべての領域への投射があり、作用はおおむね抑制性である<ref name=ref6><pubmed>137766</pubmed></ref>。 | ||
すべての皮質領域への投射があるが、その強度は[[感覚野]]＞[[運動野]]であり、感覚野内では視覚・聴覚野＞体性感覚野である。サルでは視覚野と海馬以外の領野ではbeaded | すべての皮質領域への投射があるが、その強度は[[感覚野]]＞[[運動野]]であり、感覚野内では視覚・聴覚野＞体性感覚野である。サルでは視覚野と海馬以外の領野ではbeaded axonはI層、微細なaxon はII－V層に投射する傾向にある。背側縫線核からの各領域への投射は荒いトポグラフィカルな投射形式を持つ。運動野や前頭前野へ投射する細胞群に比べて[[視覚野]]へ投射する細胞は外側に分布する傾向にある。 | ||
====尾側核群からの投射==== | ====尾側核群からの投射==== | ||
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===入力=== | ===入力=== | ||
縫線核には前頭葉を中心とした皮質と辺縁系に属する皮質下領域からの投射があり、一定のトポグラフィを保っている。皮質では[[前頭眼窩皮質]](orbital cortex) | 縫線核には前頭葉を中心とした皮質と辺縁系に属する皮質下領域からの投射があり、一定のトポグラフィを保っている。皮質では[[前頭眼窩皮質]](orbital cortex)、[[帯状回皮質]] (cingulate cortex)、[[下辺縁皮質]]（infralimbic cortex)、[[島皮質]] (insular cortices)、[[内側前頭野]] (medial prefrontal cortex)からの投射がある。内側前頭野から背側・内側縫線核のセロトニン細胞への投射は、直接投射と、縫線核内の[[GABA]]ニューロンを介した抑制性の投射がある<ref name=ref7><pubmed>6466989</pubmed></ref><ref name=ref8><pubmed>9722144</pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed>12542664</pubmed></ref>。 | ||
皮質下領域では扁桃体(amygdala)、黒質網状体(substantia nigra reticulata , SNr)、黒質緻密部(substantia nigra compacta , SNc)、腹側淡蒼球(ventral pallidum) | 皮質下領域では扁桃体 (amygdala)、黒質網状体 (substantia nigra reticulata, SNr)、黒質緻密部 (substantia nigra compacta , SNc)、腹側淡蒼球 (ventral pallidum)、[[視索前野]] (preoptic area)、[[前障]] (calustrum)、[[分界条床核]] (the bed nucleus of the stria terminalis, BNST)、[[不確帯]] (zona incerta)、視床下部 (hypothalamus)、外側[[手綱核]] (lateral habenula nucleus)、[[青斑核]] (locus coeluleus)からのものがある。特に外側手綱核からの投射は強力で、[[fasciculus retroflexus]]を介した入力である。その効果は抑制または興奮と見解が異なる。外側手綱核の破壊で、嫌悪刺激に応じて増加するセロトニンの分泌が抑制される<ref name=ref10><pubmed>11602236</pubmed></ref>。 | ||
===細胞構築=== | ===細胞構築=== | ||
セロトニン細胞の大半が縫線核に存在し、特に背側縫線核の多くの細胞はセロトニン細胞である。核内の細胞に占めるセロトニン細胞の割合は報告にもよるが、[[wj:ラット|ラット]]の約30%, [[wj:ネコ|ネコ]]のmedium-sized neuronの70 %, ヒトでは70 %<ref name=ref11><pubmed>1720227</pubmed></ref>がセロトニン細胞であると報告されている。吻側核群のほうがこの割合は高い。その他GABA、ドーパミン、[[ノルアドレナリン]]、[[一酸化窒素]]、さまざまな[[神経ペプチド|ペプチド]]や[[アセチルコリン]]などを含む細胞がある。 | セロトニン細胞の大半が縫線核に存在し、特に背側縫線核の多くの細胞はセロトニン細胞である。核内の細胞に占めるセロトニン細胞の割合は報告にもよるが、[[wj:ラット|ラット]]の約30%, [[wj:ネコ|ネコ]]のmedium-sized neuronの70 %, ヒトでは70 %<ref name=ref11><pubmed>1720227</pubmed></ref>がセロトニン細胞であると報告されている。吻側核群のほうがこの割合は高い。その他GABA、ドーパミン、[[ノルアドレナリン]]、[[一酸化窒素]]、さまざまな[[神経ペプチド|ペプチド]]や[[アセチルコリン]]などを含む細胞がある。 | ||
個々の縫線核細胞の化学的特性とその機能を明らかにするためには、細胞の発火パターンなどの電気生理学的な特性から細胞の化学的特性が推測できたら便利である。しかしこれまでのところ信頼できる電気生理学的な特性は特定されていない。例えば、活動電位の形状が幅広で、基底の発火頻度が低頻度(<3Hz)かつ発火パターンがメトロノームのように一定のものはセロトニン細胞であるとされたが、最近の研究結果では否定的である。例えば低頻度発火の縫線核細胞のうち半数はセロトニン細胞ではなく、高頻度発火の細胞のうち20％はセロトニン細胞であった<ref name=ref12><pubmed>14596860</pubmed></ref> <ref name=ref13><pubmed>16418294</pubmed></ref>。[[徐波睡眠]]（slow-wave sleep）の際発火頻度が低下しないセロトニン細胞は22％にも及んだ<ref name=ref14><pubmed>16613874</pubmed></ref>。また、[[自己受容体]]である[[5-HT1A受容体|5-HT1<sub>A</sub>受容体]]はセロトニン細胞のみでなく非セロトニン細胞にも存在すること、5-HT1<sub>A</sub>作用薬に対する縫線核細胞の反応は一様でないことから<ref name=ref15><pubmed>7932189</pubmed></ref>、5-HT1<sub>A</sub>作用薬により発火が抑制される細胞はセロトニン細胞であるという薬理学的な同定も十分とはいえない<ref name=ref16><pubmed>12573710</pubmed></ref>。 | 個々の縫線核細胞の化学的特性とその機能を明らかにするためには、細胞の発火パターンなどの電気生理学的な特性から細胞の化学的特性が推測できたら便利である。しかしこれまでのところ信頼できる電気生理学的な特性は特定されていない。例えば、活動電位の形状が幅広で、基底の発火頻度が低頻度(<3Hz)かつ発火パターンがメトロノームのように一定のものはセロトニン細胞であるとされたが、最近の研究結果では否定的である。例えば低頻度発火の縫線核細胞のうち半数はセロトニン細胞ではなく、高頻度発火の細胞のうち20％はセロトニン細胞であった<ref name=ref12><pubmed>14596860</pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed>16418294</pubmed></ref>。[[徐波睡眠]]（slow-wave sleep）の際発火頻度が低下しないセロトニン細胞は22％にも及んだ<ref name=ref14><pubmed>16613874</pubmed></ref>。また、[[自己受容体]]である[[5-HT1A受容体|5-HT1<sub>A</sub>受容体]]はセロトニン細胞のみでなく非セロトニン細胞にも存在すること、5-HT1<sub>A</sub>作用薬に対する縫線核細胞の反応は一様でないことから<ref name=ref15><pubmed>7932189</pubmed></ref>、5-HT1<sub>A</sub>作用薬により発火が抑制される細胞はセロトニン細胞であるという薬理学的な同定も十分とはいえない<ref name=ref16><pubmed>12573710</pubmed></ref>。 | ||
一方でセロトニン細胞の発火パターンの違いは機能の違いを反映している可能性がある。低頻度・regularな発火パターンを示すセロトニン細胞は海馬の[[θリズム]]との同期は認められないが、高頻度・バースト状の発火パターンを示すセロトニン細胞は海馬の[[θリズム]]と同期が認められ、記憶の形成などにかかわっている可能性がある<ref name=ref13 />。 | 一方でセロトニン細胞の発火パターンの違いは機能の違いを反映している可能性がある。低頻度・regularな発火パターンを示すセロトニン細胞は海馬の[[θリズム]]との同期は認められないが、高頻度・バースト状の発火パターンを示すセロトニン細胞は海馬の[[θリズム]]と同期が認められ、記憶の形成などにかかわっている可能性がある<ref name=ref13 />。 | ||
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====摂食==== | ====摂食==== | ||
淡蒼縫線核, 不確縫線核細胞は[[摂食|摂食行動]]そのものに反応し、中でも[[ | 淡蒼縫線核, 不確縫線核細胞は[[摂食|摂食行動]]そのものに反応し、中でも[[咀嚼]]や[[嚥下]]に関与するもの、持続的に発火するので[[wj:消化管|消化管]]の運動に関与している可能性があるものがある。 | ||
===吻側部=== | ===吻側部=== | ||