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神経筋接合部 (ソースを閲覧)

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 == シナプス形成に関わる分子機構 ==
-脊椎動物の神経筋接合部を用いて、発生過程においてシナプスが形成される過程にかかわる分子機構の研究が進められた。基底膜のように神経筋接合部特有の構造もあるが、基本的なシナプス前後の構造、例えば、アクティブゾーンや受容体集積部位などは、神経―神経間のシナプスと同様の構造であり、共通のシナプス形成機構が存在すると考えられ、良いモデル系となっている。神経終末が筋肉細胞に接触すると、数時間のうちに、アセチルコリン受容体の集積が開始される<ref><pubmed>2723739</pubmed></ref>。このアセチルコリン受容体の集積は、コリン作動性神経終末特異的であり、神経細胞から集積を促す分子が分泌されていると考えられ、アグリンが同定された<ref><pubmed>1329871</pubmed></ref>。アグリンは、ヘパラン硫酸プロテオグリカンであり、ラミニンやヘパリン、ヘパリン結合タンパク質、インテグリンなどと相互作用する部位をもつ<ref><pubmed>9430625</pubmed></ref>。さらに、アグリンの受容体の一部として、muscle-specific receptor tyrosine kinase (MuSK)が同定され<ref><pubmed>8653786</pubmed></ref>、以降、シナプス後部の構造構築に働く細胞内シグナル機構の研究が盛んに行われている。近年では、分泌型glycoproteinであるWntがMuSKのリガンドとして働く可能性が示され<ref><pubmed>12165471</pubmed></ref>、研究の新展開が見られる。アセチルコリン受容体の集合だけでなく、合成も神経細胞の接触により引き起こされることも示されている<ref name="ref2" />。このようなシナプス形成の良いモデルとなっているだけでなく、脊椎動物の神経筋接合部は、シナプス競合のモデルとしても研究が盛んである。発生初期において、一本の筋繊維上に、複数の神経繊維の終末がシナプスを形成するが、やがて、一本の神経繊維からの終末だけが残るようになる。これは、複数の神経終末間で競合が起こり、シナプス除去の機構が働いた結果起こると考えられている<ref><pubmed>5499804</pubmed></ref>, <ref><pubmed>978579</pubmed></ref>, <ref><pubmed>8426240</pubmed></ref>。シナプス除去は、神経活動依存的に筋肉細胞側からの因子を奪い合う結果起こる可能性が考えられている <ref>Nichols JG, Martin AR, Wallace BG, Fuchs PA. In From Neuron to Brain, Fourth Edition, Chapter 23.</ref>。<br>
+脊椎動物の神経筋接合部を用いて、発生過程においてシナプスが形成される過程にかかわる分子機構の研究が進められた。基底膜のように神経筋接合部特有の構造もあるが、基本的なシナプス前後の構造、例えば、アクティブゾーンや受容体集積部位などは、神経―神経間のシナプスと同様の構造であり、共通のシナプス形成機構が存在すると考えられ、良いモデル系となっている。神経終末が筋肉細胞に接触すると、数時間のうちに、アセチルコリン受容体の集積が開始される<ref><pubmed>2723739</pubmed></ref>。このアセチルコリン受容体の集積は、コリン作動性神経終末特異的であり、神経細胞から集積を促す分子が分泌されていると考えられ、アグリンが同定された<ref><pubmed>1329871</pubmed></ref>。アグリンは、ヘパラン硫酸プロテオグリカンであり、ラミニンやヘパリン、ヘパリン結合タンパク質、インテグリンなどと相互作用する部位をもつ<ref><pubmed>9430625</pubmed></ref>。さらに、アグリンの受容体の一部として、muscle-specific receptor tyrosine kinase (MuSK)が同定され<ref><pubmed>8653786</pubmed></ref>、以降、シナプス後部の構造構築に働く細胞内シグナル機構の研究が盛んに行われている。近年では、分泌型glycoproteinであるWntがMuSKのリガンドとして働く可能性が示され<ref><pubmed>12165471</pubmed></ref>、研究の新展開が見られる。アセチルコリン受容体の集合だけでなく、合成も神経細胞の接触により引き起こされることも示されている<ref name="ref2" />。
+== シナプス除去に関わる分子機構 ==
+このようなシナプス形成の良いモデルとなっているだけでなく、脊椎動物の神経筋接合部は、シナプス競合のモデルとしても研究が盛んである。発生初期において、一本の筋繊維上に、複数の神経繊維の終末がシナプスを形成するが、やがて、一本の神経繊維からの終末だけが残るようになる。これは、複数の神経終末間で競合が起こり、シナプス除去の機構が働いた結果起こると考えられている<ref><pubmed>5499804</pubmed></ref>, <ref><pubmed>978579</pubmed></ref>, <ref><pubmed>8426240</pubmed></ref>。シナプス除去は、神経活動依存的に筋肉細胞側からの因子を奪い合う結果起こる可能性が考えられている <ref>Nichols JG, Martin AR, Wallace BG, Fuchs PA. In From Neuron to Brain, Fourth Edition, Chapter 23.</ref>。<br>
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 　他の神経科学研究同様、神経筋接合部を用いた研究においても、無脊椎動物の神経筋接合部は優れた研究対象となっている。特に、遺伝学的手法・分子生物学的手法が容易に用いることができ、機能分子の同定が容易に行えるショウジョウバエ幼虫の神経筋接合部を用いての研究が盛んになった。
-'''脊椎動物の神経筋接''''''合部との相違点'''
+'''脊椎動物の神経筋接合部との相違点'''
 ショジョウバエ幼虫神経筋接合部では、神経伝達物質として[[グルタミン酸]]が用いられている。どの神経繊維がどの筋肉細胞に接合部を形成するかが同定されており、シナプス形成機構研究の良いモデル系となっている。この系を用いて、運動神経細胞による特異的標的選択機構が研究され、運動神経細胞とその標的の筋肉細胞には、細胞表面に存在し、目印として働くと考えられる同じ標的認識分子が発現していることが明らかになった<ref>能瀬聡直、ショウジョウバエ運動神経細胞による標的選択機構.　実験医学，2002，20（５）, 151−4.</ref> 。さらに、脊椎動物において、神経軸索の誘導や反発因子として働いている[[ネトリン]]、[[セマフォリン]]のショウジョウバエホモログも、特定の筋肉細胞において発現し、[[標的選択機構]]に関与することが示されている<ref><pubmed>9604933</pubmed></ref>。また最近、Wntシグナルが神経筋接合部の特異性に関わることが明らかになっている<ref><pubmed>17764943</pubmed></ref>。ショジョウバエ幼虫神経筋接合部では、脊椎動物と異なり、発生過程において、最初から、決まった神経繊維が特定の筋肉細胞にシナプスを形成し、シナプス除去の機構はあまり必要ないと考えられていたが、近年では、神経活動を抑制すると、多シナプス状態が見られる<ref><pubmed>8613752</pubmed></ref>ことから、不要なシナプスを作らないようにする機構も存在していると考えられる。脊椎動物の骨格筋とは異なり、幼虫の筋肉細胞には電位依存性ナトリウムチャンネルが存在せず、脱分極が広がらないため、筋肉細胞の大きさに合わせて、神経終末の拡大がみられる。このため、筋肉細胞の成長に合わせたシナプス成熟・大きさの調節に関わる分子機構解明のための良いモデルともなっている。この過程には、筋肉細胞からの逆行性因子が関わっていると考えられ、成長因子、[[骨形成因子]] (bone morphogenetic protein, BMP)シグナル系<ref><pubmed>12873382</pubmed></ref>や[[CaMKII]]<ref><pubmed>12873383</pubmed></ref>, <ref><pubmed>12617966</pubmed></ref>が関与している可能性が示唆されている。