「細胞外マトリックス」の版間の差分

細胞外マトリックス(ECM)は組織を裏打ちする基底膜や、細胞間隙に存在する。神経細胞の分化や移動、軸索伸長、髄鞘化、損傷に対する応答といった細胞の挙動をはじめ、シナプス新生や可塑性といったシナプスにおいても機能する。

ECMには、プロテオグリカンファミリー（アグリン、アグレカン、シンデカン、ニューロカン、バーシカン、フォスファカン、ブレビカンなど）、コラーゲン、テネイシンC、テネイシンR、トロンボスポンジン、フィブロネクチン、ラミニン、リーリンなどがある。プロテオグリカンは、コアタンパク質に、多糖であるグリコサミノグリカン(Glycosaminoglycan; GAG)鎖が枝分かれするようにつながった糖タンパクである。GAG鎖は、糖の種類や硫酸化の部位により多くの種類が存在し、コンドロイチン硫酸プロテオグリカン（Chondroitin sulfate proteoglycan; CSPG）、へパラン硫酸プロテオグリカン（Heparan sulfate proteoglycan; HPSG）などがある。

ラミニンなどが主な構成成分となり、シート状構造の基底膜が形成される。基底膜は、神経幹細胞ニッチ<ref name=ref1><pubmed> 21898854 </pubmed></ref>や血液脳関門などの血管内皮細胞直下に存在する<ref name=ref2><pubmed> 21780303 </pubmed></ref>。

中枢神経損傷のとき、損傷を受けた細胞、特にアストロサイトからコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)が分泌され、CSPGを主な構成成分とした高密度の瘢痕組織　　　　　　　　であるグリア瘢痕を形成する<ref name=ref3><pubmed> 19229242 </pubmed></ref>。これにより、損傷部位はそのまわりの環境から隔てられる。

ペリニューロナルネット（perineuronal net; PN）は、細胞体や樹状突起近位部を取り囲むメッシュ状の構造物である<ref name=ref4><pubmed> 20048772 </pubmed></ref>。ペリニューロナルネットは、大脳皮質、海馬、視床、小脳、脳幹、脊髄と中枢神経に広く認められる。PNは、アグレカン、テネイシンＲ、ニューロカン、バーシカン、ヒアルロン酸、フォスファカン、ブレビカンに加え、リンクタンパク質であるHAPLN1/Cartilage link protein1やHAPLN4/Brain link protien1,2から構成される<ref name=ref4 />。ヒアルロン酸、レクティカン、テネイシンは、ネット状の複合体を形成していると考えられている。ペリニューロナルネットの形成は、生後かなり経ってからおこる。げっ歯類ではちょうど臨界期の終わる生後2～5週間である<ref name=ref4 />。PNの発達に神経活動が必要である<ref name=ref4/>。

大脳皮質発達期においてラミニンは、神経細胞の移動による層形成に必要である。ラミニンは、軟膜面に沿って形成された基底膜や脳室帯に沿って発現している<ref name=ref6><pubmed> 21123393 </pubmed></ref>。放射状グリア（Radial glial cell; RGC）が軟膜面、脳室面の両極に突起を伸ばし、突起先端の膜表面に発現したインテグリンやジストログリカンを通じてラミニンと接着している<ref name=ref6 />。多くの神経細胞がRGCの長く伸びた突起を足場として移動する。軟膜面の基底膜を取り除くと突起は離れ、RGCの生存や皮質の層形成に影響を与える<ref name=ref6 />。β１インテグリンやラミニンは、RGCの両極の突起の維持に関わっている<ref name=ref6 />。

テネイシンＲは、吻側移動経路において“鎖状移動”（chain migration）する神経芽細胞の遊離を促進し、嗅球内での移動を促進する<ref name=ref6 />。Thrombospondin Type-1(TSP-1)は、脳室下帯と吻側移動経路に認められ、神経前駆細胞の移動に関わっていることが報告されている<ref name=ref7><pubmed> 18946489 </pubmed></ref>。

アグリンは、大脳、海馬、扁桃体において高発現のセリンプロテアーゼ、ニューロトリプシンによって切断される、それによって生じた断片が樹状突起フィロポディアの成長を誘導することが示されている<ref name=ref10><pubmed> 20944663 </pubmed></ref>。

リーリンがvery–low-density lipoprotein receptor(VLDLR)やapolipoprotein E receptor type2(APOER2)のリポタンパク受容体に結合することで細胞内アダプタータンパクdisabled1(DAB1)を活性化する<ref name=ref10 />。それがSrc family tyrosine kinase(SFK)を活性化し、NMDA受容体のチロシンリン酸化を引き起こす<ref name=ref10 />。これにより、NMDA受容体のCa2+の流入量が増え、シナプス可塑性を誘導する<ref name=ref10 />。

テネイシンCやヒアルロン酸が、L-type voltage-dependent Ca2+ channel(LVDCC)の活性をサポートし、LVDCCのCa2+流入量が増えることでLTPが誘導されると考えられている<ref name=ref10 />。しかし、テネイシンCもしくはヒアルロン酸のLVDCCへの直接的結合はまだ示されていない<ref name=ref10 />。

テネイシンＲは、LTPの誘導をGABA作動性介在ニューロンによる海馬CA1錐体細胞の細胞体周辺抑制（perisomatic inhibition）のレベルを設定することによって起こす<ref name=ref10 />。

神経可塑性においてCSPGは、形態の安定性に関わっていると考えられる。単眼遮蔽により成体において生じた眼優位性の固定は、chondroitinase ABC(ChABC)よりCSPGを酵素消化によって可塑的になる<ref name=ref6 />。海馬スライスをChABCで処理すると、CA1のLTPやLTDが阻害される<ref name=ref10 />。恐怖記憶実験では、CSPGは記憶の安定性に関わる<ref name=ref10 />。

[[シナプス可塑性]]、[[軸索伸長]]、[[髄鞘化]]、[[コンドロイチン硫酸プロテオグリカン]]、[[細胞外プロテアーゼ]]、[[ランビエ絞輪]]、[[リーリン]]