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担当編集委員：[http://researchmap.jp/read0080380 上口 裕之]（独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター）<br> | 担当編集委員：[http://researchmap.jp/read0080380 上口 裕之]（独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター）<br> | ||
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=== 神経伝達物質のリサイクル === | === 神経伝達物質のリサイクル === | ||
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=== 網膜組織内のカリウムイオン濃度の調節 === | === 網膜組織内のカリウムイオン濃度の調節 === | ||
神経活動によって細胞外へ放出された[[ | 神経活動によって細胞外へ放出された[[wj:カリウムイオン|カリウム]]イオンはミュラーグリアによって取り込まれた後に血液中、硝子体、網膜下腔へと放出される<ref name="Glia2000"><pubmed> 10594921 </pubmed></ref>。カリウムイオンの取り込みは主にミュラーグリアと[[内網状層]]・[[外網状層]]が接する位置に局在している[[カリウムチャネル]]（Kir 2.1）が、放出はミュラーグリアと血管、硝子体、網膜下腔が接する位置に局在するKir 4.1が担っている。 | ||
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== ミュラーグリアからの網膜再生 == | == ミュラーグリアからの網膜再生 == | ||
網膜傷害時に見られるミュラーグリアの増殖と恒常性維持に重要な遺伝子発現の低下はグリオーシスの特徴の一つと考えられていたが、近年になってこれらの未[[分化]]化したミュラーグリアから網膜の神経細胞が[[再生]]されることが[[ゼブラフィッシュ]]<ref><pubmed> 17596452 </pubmed></ref>、[[ | 網膜傷害時に見られるミュラーグリアの増殖と恒常性維持に重要な遺伝子発現の低下はグリオーシスの特徴の一つと考えられていたが、近年になってこれらの未[[分化]]化したミュラーグリアから網膜の神経細胞が[[再生]]されることが[[ゼブラフィッシュ]]<ref><pubmed> 17596452 </pubmed></ref>、[[wj:ニワトリ|ニワトリ]]<ref><pubmed> 11224540 </pubmed></ref>、[[wj:ラット|ラット]]・[[wj:ハツカネズミ|マウス]]<ref><pubmed> 15353594 </pubmed></ref><ref><pubmed> 19033471 </pubmed></ref>で報告されている。この再生能力は動物種によって異なっており、[[wj:哺乳類|哺乳類]]では増殖するミュラーグリアが非常に少ないか、傷害条件によっては全く増殖しない<ref><pubmed> 20303826 </pubmed></ref><ref><pubmed> 21500284 </pubmed></ref>。しかしマウスやヒトのミュラーグリアも[[細胞培養|培養]]環境下では網膜の神経細胞に分化させられることから<ref><pubmed> 21732491 </pubmed></ref>、網膜の[[幹細胞]]・前駆細胞様になる可能性を持つと考えられている。 | ||
== 関連項目 == | == 関連項目 == | ||
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*[[ | *[[網膜]] | ||
*[[神経幹細胞]] | *[[神経幹細胞]] | ||
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*[[ニューロン新生]] | *[[ニューロン新生]] | ||
== 参考文献 == | == 参考文献 == | ||
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2023年10月12日 (木) 20:58時点における最新版
須賀 晶子、高橋 政代
独立行政法人理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター
DOI：10.14931/bsd.2510 原稿受付日：2012年9月27日 原稿完成日：2023年10月12日
担当編集委員：上口 裕之（独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター）
英：Müller glia 独：Müllerzelle 仏：Cellule de Müller
同義語：ミュラー細胞
ミュラーグリアは網膜内の主要なグリア細胞である。発生期においては神経細胞の移動と神経突起の分化に関わる。組織では神経伝達物質の取り込み、細胞外カリウムイオン濃度の調整、組織内の水の量の調節など網膜組織の恒常性に関わる。組織の傷害時にはグリオーシスを起こし、動物種によってはこの過程が網膜の再生に寄与する場合もある。哺乳動物ではミュラーグリアは傷害時にも増殖しないが、試験管内では網膜の神経細胞に分化させられることから、網膜の幹細胞・前駆細胞様になる可能性を持つと考えられている。
ミュラーグリアとは
図1．ミュラーグリアと網膜の神経細胞の位置関係
色素上皮に接する神経上皮細胞の頂端で最初期に生まれた神経細胞から錐体視細胞、水平細胞、神経節細胞が発生してくる。第二波として生まれた神経細胞からミュラー細胞、桿体視細胞、双極細胞、アマクリン細胞が発生してくる。発生期にある神経細胞とミュラー細胞は最終的な位置まで移動するが、その際にミュラー細胞の突起が神経細胞の移動と神経突起の分化に関わると考えられている。
c:錐体視細胞、r: 桿体視細胞、H:水平細胞、A:アマクリン細胞、B:双極細胞、G:網膜神経節細胞、OLM:外境界膜、ILM:内境界膜、ONL:外顆粒層、OPL:外網状層、INL:内顆粒層、IPL:内網状層、GCL:網膜神経節細胞層 Webvision Glial Cells of the Retinaより
色素上皮に接する神経上皮細胞の頂端で最初期に生まれた神経細胞から錐体視細胞、水平細胞、神経節細胞が発生してくる。第二波として生まれた神経細胞からミュラー細胞、桿体視細胞、双極細胞、アマクリン細胞が発生してくる。発生期にある神経細胞とミュラー細胞は最終的な位置まで移動するが、その際にミュラー細胞の突起が神経細胞の移動と神経突起の分化に関わると考えられている。
c:錐体視細胞、r: 桿体視細胞、H:水平細胞、A:アマクリン細胞、B:双極細胞、G:網膜神経節細胞、OLM:外境界膜、ILM:内境界膜、ONL:外顆粒層、OPL:外網状層、INL:内顆粒層、IPL:内網状層、GCL:網膜神経節細胞層 Webvision Glial Cells of the Retinaより
ミュラーグリアは網膜内の主要なグリア細胞であり、放射状に延びる細胞体が網膜内のすべての神経細胞と接している（図1）。発生的には神経細胞と共通の網膜前駆細胞に由来する。
発生
網膜にはミュラーグリアのほかにアストロサイト、ミクログリアの3種類のグリア細胞が存在する。ミクログリアが血球成分であるマクロファージ由来と考えられており[1] 、アストロサイトは視神経を介して網膜内へ移動してくるのに対し[2]、ミュラーグリアは網膜神経細胞と共通の前駆細胞から作られる[3]。網膜内の各神経細胞とミュラーグリアが生み出される順番は、生物種にかかわらず網膜神経節細胞、水平細胞、錐体視細胞、アマクリン細胞、桿体視細胞、双極細胞、ミュラーグリアの順で大まかに共通している[4]（図2）。ミュラーグリアと網膜の前駆細胞はともに放射状に伸びた形をしているが、前駆細胞の核が網膜層内を往復運動しているのに対し[5]、ミュラーグリアの核は内顆粒層に位置する。ミュラーグリアの突起は強膜側では視細胞と密着結合して外境界膜を形成し、硝子体側ではアストロサイトとともに内境界膜を形成する。
機能
ミュラーグリアは網膜内の全細胞の2%から5%を占める[6]。他の中枢神経系におけるグリア細胞と同様に、成熟したミュラーグリアは網膜組織の恒常性 維持に働いており、特徴的な分子を発現していることが知られている[7]。
神経伝達物質のリサイクル
網膜内の神経細胞から放出されるグルタミン酸、γ-アミノ酪酸（GABA）はミュラーグリア内でグルタミンへと変換される[8]。グルタミン酸はグルタミン酸・アスパラギン酸輸送体（GLAST）を介して細胞内に取り込まれ、グルタミン合成酵素（Glutamine synthetase）によってグルタミンに変換された後にグルタミン輸送体を介して細胞外へ放出される[9]。一方GABAはGABA輸送体（GAT-3）を介して細胞内に取り込まれた後に[10]GABAアミノ基転移酵素（GABA-T）によってグルタミン酸へと変換され、細胞内に取り込まれたグルタミン酸と同じ経路をたどる。
網膜組織内のカリウムイオン濃度の調節
神経活動によって細胞外へ放出されたカリウムイオンはミュラーグリアによって取り込まれた後に血液中、硝子体、網膜下腔へと放出される[11]。カリウムイオンの取り込みは主にミュラーグリアと内網状層・外網状層が接する位置に局在しているカリウムチャネル（Kir 2.1）が、放出はミュラーグリアと血管、硝子体、網膜下腔が接する位置に局在するKir 4.1が担っている。
網膜組織内の水の量の調節
細胞内での酸化的リン酸化で生じる水分子やグルコースの取り込みに伴って流入する水分子はミュラーグリアで発現している水チャネル（アクアポリン）を介して血液中へと放出される[12]。
グリオーシス
網膜剥離などの機械的な損傷や糖尿病網膜症、虚血などの傷害を受けた場合には、他の中枢神経でみられる反応性グリアと同様の変化がミュラーグリアでも見られる[7]。顕著な変化は中間径フィラメントであるグリア線維性酸性タンパク質(glial fibrillary acidic protein, GFAP)の発現が上昇すること[13]、カリウムイオンチャネルなどの特徴的な遺伝子の発現が低下することである[11]。一方で、このような傷害条件下では活性化したミクログリアがミュラーグリアからの神経栄養因子分泌を促進するという報告もある[14]。ミュラーグリアのグリオーシスが網膜組織にさらに障害を与えるのか、逆に神経細胞の保護効果をもつのかははっきりしていないが、長期的には網膜組織の恒常性維持に必要な機能が低下することで神経細胞死につながると考えられている。
ミュラーグリアからの網膜再生
網膜傷害時に見られるミュラーグリアの増殖と恒常性維持に重要な遺伝子発現の低下はグリオーシスの特徴の一つと考えられていたが、近年になってこれらの未分化化したミュラーグリアから網膜の神経細胞が再生されることがゼブラフィッシュ[15]、ニワトリ[16]、ラット・マウス[17][18]で報告されている。この再生能力は動物種によって異なっており、哺乳類では増殖するミュラーグリアが非常に少ないか、傷害条件によっては全く増殖しない[19][20]。しかしマウスやヒトのミュラーグリアも培養環境下では網膜の神経細胞に分化させられることから[21]、網膜の幹細胞・前駆細胞様になる可能性を持つと考えられている。
関連項目
参考文献
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