「軸索起始部」の版間の差分

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== 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''' 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''' 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。 文献<ref name=Huang2018 />より改変。]]

== 分子 ==

=== 分子構築 ===

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==== 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 ====

[[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|GABAA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|5HT1受容体]]、[[P2Y受容体~~|P2Y受容体~~]]、[[D2受容体|D2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|GABAA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|5HT1受容体]]、[[P2Y受容体]]、[[D2受容体|D2受容体]]などの報告がある<ref name=Jenkins2025><pubmed>39480263</pubmed></ref>。

== 機能 ==

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=== 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 ==

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 == 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。]]
-　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&beta;IV/&alpha;II 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 ==
 === 分子構築 ===
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 ==== 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 ====
-　[[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 ==
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 === 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 ==